Emam Ashour cabeceou o Egito para a frente logo no início a partir de uma cobrança de falta reciclada, com os africanos sendo a melhor equipe durante todo o primeiro tempo.
Mohamed Salah, Omar Marmoush e Ashour encontraram espaço atrás da linha defensiva da Austrália enquanto o Egito avançava com seu ataque.
A Austrália foi se adaptando à partida à medida que o tempo passava, pressionando mais alto e se afirmando mais conforme o jogo avançava.
O gol de empate chegou quando Mohamed Hany virou uma cobrança de falta para o próprio gol, com Aiden O'Neill fornecendo o cruzamento.
O goleiro do Egito, Ramy Rabia, foi negado um gol da vitória no tempo de acréscimos por uma defesa impressionante de Patrick Beach no 94º minuto, levando a partida para a prorrogação.
Salah se tornou cada vez mais influente à medida que a prorrogação avançava, mas não conseguiu forçar uma quebra, deixando a disputa para ser decidida nos pênaltis.
O Egito havia perdido suas quatro últimas cobranças de pênaltis na Copa do Mundo, e seus nervos foram testados ainda mais quando o treinador da Austrália, Tony Popovic, substituiu Beach por Mathew Ryan para a disputa.
Ryan não conseguiu defender um único pênalti egípcio, com Salah batendo sua cobrança pelo meio.
Harry Souttar e Lucas Herrington perderam ambos para a Austrália, levando o Egito a avançar 4-2 nos pênaltis e a um encontro nas oitavas de final com Argentina ou Cabo Verde.
Salah, que havia se recuperado de uma lesão na coxa durante a preparação, refletiu sobre a importância da conquista depois.
"Hoje foi um dos melhores dias da minha vida, fazendo história com meu país. Eu tentei dar o meu melhor e jogar quando estou machucado porque é isso que eu faço pelo país.
"Estou orgulhoso dos meninos... Eu sempre digo aos meninos, apenas aproveitem o momento. Não podemos tomar isso como garantido. Não sei quantas vezes nos qualificamos para a Copa do Mundo e nunca antes havíamos nos classificado da fase de grupos e agora nos qualificamos para a próxima fase. É um momento para aproveitar."
O meio-campista do Egito, Haissem Hassan, descreveu o teste físico que a Austrália impôs durante toda a partida.
"Começamos bem, abrindo o placar, e então eles empataram. Sabíamos que seria um jogo difícil porque eles são uma equipe muito física, com muita resistência, e jogadores que são muito rápidos e poderosos. Sabíamos que em cobranças de falta e escanteios seria difícil porque eles são muito altos."
"Honestamente, é incrível, porque você sabe que no Egito há 120 milhões de pessoas que você fez felizes hoje, e você sabe que hoje haverá celebrações por todo o país... Para cada jogador, quando você é menino, sonha em acabar assim."
Para a Austrália, havia orgulho apesar da eliminação.
Awer Mabil disse: "Obviamente, devemos estar muito orgulhosos do que fizemos como nação neste torneio. Eu acho que foi um grande torneio para todos nós como país, e também para mostrar nosso jovem talento, também acho que foi uma ótima plataforma para os mais jovens se destacarem -- e eles fizeram isso. Então, acho que há muito a se levar disso."
A campanha da Austrália termina na fase de 32, mas os comentários de Mabil apontaram para um senso mais amplo de progresso para um elenco construído em torno de talentos emergentes.
O Egito, por outro lado, avança para enfrentar o futebol de mata-mata que poucos esperavam que alcançassem, com Salah insistindo que a conquista deve ser saboreada em vez de ser considerada garantida.