Cavani na stadionu v Soči v sedmé minutě otevřel skóre hlavičkou a v 62. minutě rozhodl technickým obstřelem ke vzdálenější tyči. Na 1:1 srovnal o sedm minut dříve Pepe.
Uruguay se ve čtvrtfinále utká s Francií a bude usilovat o první postup do semifinále MS od roku 2010, kdy skončila čtvrtá. Portugalsko naopak prohrálo v základní hrací době teprve druhý z posledních 33 soutěžních zápasů a na třetí postup do čtvrtfinále nedosáhlo.
"Není to spravedlivý výsledek. Odehráli jsme dost dobrý zápas na to, abychom vyhráli. Ve fotbale neexistují žádná morální vítězství, raději bych preferoval hrát hůř a vyhrát," řekl na tiskové konferenci portugalský trenér Fernando Santos.
Uruguay vstoupila do zápasu výborně a v sedmé minutě po skvělé akci otevřela skóre. Cavani našel dlouhým pasem napříč hřištěm Suáreze, ihned nasprintoval do vápna a hlavou v plném běhu proměnil centr od spoluhráče z útoku ve vedoucí gól.
"Diagonální pas z pravé strany na levou, následně pas z levé na pravou. Uruguay nikdy takový gól nedala, takže jsme se na něj nemohli připravit," konstatoval Santos.
Uruguay ve zbytku první půle zahustila prostor před svým pokutovým územím a nepustila Portugalce do větší šance. Naopak v polovině první půle protáhl na druhé straně brankáře Patrícia Suárez.
Na začátku druhé půle se Uruguayci na chvíli nechali zatlačit a soupeř toho využil k vyrovnání. Po nakrátko rozehraném rohovém kopu zůstal volný Pepe a hlavou nedal Muslerovi šanci. Portugalský stoper dal v 99. utkání za reprezentaci šestý gól.
Uruguay inkasovala první branku v letošním roce, v předchozích šesti duelech včetně utkání s českým týmem na březnovém turnaji v Číně (2:0) udržela čisté konto. Série neprůstřelnosti jihoamerického týmu se zastavila na 597 minutách.
Uruguayci se však obdrženým gólem nenechali zdeptat a v 62. minutě opět vedli. Bentancur posunul míč na Cavaniho a ten technickou ranou placírkou k tyči obstřelil Patrícia. Dvě největší hvězdy daly pět ze sedmi gólů Uruguaye na turnaji v Rusku: Cavani se trefil třikrát, Suárez dvakrát.
"Jsem nadšený, co jsme dnes dokázali. Byl to hodně emotivní zápas a těžko se mi hledají slova. Cítíme jen štěstí. Náš sen je skutečností a doufám, že můžeme dojít ještě dál," řekl Cavani.
"Bylo to složité, protože Portugalsko více drželo míč a hodně času strávilo na naší polovině. V druhém poločase vyrovnalo, ale my naštěstí máme velmi silný tým, co se týče psychické odolnosti. Takticky jsme to zvládli velmi dobře a jsem velmi spokojený," pochvaloval si uruguayský trenér Oscar Tabárez.
Portugalci znovu přidali a srovnat mohl Bernardo Silva, jenže Muslerovu chybu nepotrestal a prázdnou branku netrefil. O chvíli později musel střídat zraněný Cavani a ze hřiště mu pomáhal portugalský kapitán Ronaldo.
"Cavani utrpěl zranění, ucítil bolest a v tuhle chvíli není jasné, jak vážné to je. Do dalšího zápasu je ale dost času na to, aby se uzdravil," uvedl Tabárez.
Portugalci v závěru měli velký tlak, útok šel podpořit i brankář Patrício, ale srovnat se jim nepovedlo. Mistři světa z let 1930 a 1950 Uruguayci vyhráli i sedmý letošní zápas a na MS si připsali čtyři výhry v základní hrací době za sebou poprvé od 50. let.