Trở về sân nhà, Dortmund đã tận dụng được lợi thế để đánh bại Atletico Madrid ở trận lượt về tứ kết Champions League qua đó giành vé vào bán kết.
Ở trận lượt đi, Atletico đã giành chiến thắng với tỷ số sát nút 2-1 trên sân nhà và họ hành quân đến Đức với quyết tâm bảo vệ thành quả. Trong khi đó, Dortmund buộc phải giành chiến thắng để nuôi hy vọng giành vé đi tiếp. Đội chủ nhà nhập cuộc nhanh và thể hiện quyết tâm ghi bàn, nhưng trước lối đá phòng ngự chặt chẽ của Ateltico khiến cho Dortmund gặp nhiều khó khăn.
Phải đến phút 34 Brandt lọt vào vòng cấm Atletico từ cú bấm bóng của Hummels trước khi sút căng bật tay Oblak đi vào lưới. Tiếp đà hưng phấn, Dortmund tấn công liên tiếp. Phút 39, Sabitzer ở hành lang trái có cú nhả bóng ra sau đúng đà băng vào của hậu vệ trái Ian Maatsen, người tung cú đá chéo góc đưa Dortmund dẫn trước 2-0.
Bước sang hiệp hai, Atletico không còn chơi phòng ngự mà buộc phải dâng cao tìm kiếm bàn thắng khi lúc này đã bất lợi với tỷ số chung cuộc là 2-3. HLV Simeone thay liền 3 người và 2 trong số các dự bị ông đưa vào sau đó trở nên quan trọng. Đội khách may mắn có bàn thắng ở phút 49 sau khi Hummels vô tình phá cú đánh đầu của Hermoso vào lưới nhà.
Khi tổng tỷ số là 3-3 khiến trận đấu trở nên kịch tính hơn. Tới phút 65 các dự bị của Atletico phát huy hiệu quả, Riquelme bị Kobel từ chối cú đá căng nhưng Correa đã góp mặt đúng lúc với 2 cú sút bồi liên tiếp ở cự ly gần, đưa Atletico Madrid ngược dòng dẫn với tổng tỷ số 4-3.
Lúc này, Dortmund lại là đội gặp bất lợi nhưng họ vẫn còn những CĐV nhà hò reo tiếp sức. Phút 71 Sabitzer di chuyền vào hành lang trái trước khi tạt vào cho Fullkrug lắc đầu về phía góc xa giúp đội chủ nhà vượt lên dẫn trước. Chỉ 3 phút sau tuyển thủ người Áo làm vỡ tung cầu trường Signal Iduna Park với cú sút chéo góc đánh bại Oblak đưa đội chủ nhà dẫn ngược lại 5-4.
Những phút cuối trận, Atletico Madrid rất cố gắng lên bóng nhưng họ gặp toàn những pha phòng ngự chính xác từ phía Dortmund. Thắng nghẹt thở với tổng tỷ số 5-4, Dortmund sẽ vào bán kết Champions League lần đầu tiên sau 1 thập kỷ và tái ngộ PSG, đối thủ của họ ở vòng bảng.