世界ランキング5位の日本が、準々決勝へ駒を進めた。ラウンド16で、開催国で同18位のタイに3－0のストレート勝ち。銅メダルを獲得した2010年大会以来15年ぶりの表彰台へ、弾みを付けた。9月3日の準々決勝は、ラウンド16で大会2連覇中のセルビアを下したオランダ（同8位）と対戦する。
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第1セット、日本はセッター関菜々巳、対角に和田由紀子、アウトサイドヒッター佐藤淑乃、石川真佑、ミドルブロッカー宮部藍梨、島村春世、リベロ小島満菜美をスタメンで起用。立ち上がりは被ブロックなどもあり2－6とビハインドを背負ったが、島村の2度のサービスエースなど4連続得点で逆転。その後も石川のエース、和田の強打などで点差を広げた。16－15となった場面では石川の巧みなブロックアウトなど4連続ポイントで主導権を渡さず。和田のスパイクでセットポイントを取ると、最後はリリーフサーバー岩沢のサーブで相手のミスを誘い、25－20で第1セットを先取した。
第2セット、日本は同じメンバーでスタート。中盤まで一進一退の攻防となったが、11－12でミドルブロッカー島村春世のブロード攻撃、石川真佑のスパイクで勝ち越しに成功。17－17の場面では、3連続得点で先に20点台に乗せた。その後も要所で島村の速攻が決まり、セッター関菜々巳のツーアタックでセットポイントを奪取。3連続失点で24－23まで詰められたが、最後は相手のサーブがアウト。第1、2セットを連取した。
第3セットも日本は同様のメンバーでスタート。序盤に5連続失点で大きくリードを取られた。しかし、その後は島村春世のクイックなどで徐々に点差を縮め、18－20の場面で和田由紀子の強打、宮部藍梨のサービスエースで追いついた。さらに、粘り強い守備で相手のミスを誘ってラリーを制し、20－21から3連続得点で逆転に成功。相手のサーブミスでマッチポイントを握ると、最後も相手のサーブミスで25－23で勝利した。
