Bayern München hade en 2-1-seger från hemmamatchen att gå på, men hamnade i underläge nästan direkt efter det att Real Madrid chockstartat med två mål på mindre än en kvart.
Precis som Chelsea mot Barcelona i tisdags, lyckades Bayern München dock resa sig från den inledande spanska forceringen.
Det tyska laget jobbade sig tillbaka in i matchen och efter drygt 25 minuter fick laget utdelning, efter det att Pepe vräkt omkull Mario Gomez i straffområdet.
Iker Casillas var nära att få fingrarna på bollen, men Arjen Robbens straffspark gick in och innebar 1—2 för Bayern, vilket sedan räckte för att ta matchen till förlängning och sedan även straffar.
Grov miss
I straffläggningen hade tyskarna marginalerna på sin sida.
Manuel Neuer och Iker Casillas räddade två straffar var, men Sergio Ramos drog sin straff högt över vilket gav Bastian Schweinsteiger chansen att avgöra. Den tyske landslagsmittfältaren var iskall och såg till att hans lag är klart för final mot Chelsea — på hemmaplan i München den 19 maj.
- Det var en väldigt spännande match, men i slutet är straffar alltid ett lotteri, sade Iker Casillas.
Ronaldo tvåmålsskytt
Därmed blev inte Cristiano Ronaldo den matchhjälte han först såg ut att bli. I lördags sänkte han Barcelona i "El clásico", på onsdagskvällen höll han på att göra samma sak med Bayern München.
Redan i femte minuten fick portugisen första chansen, sedan Bayernbacken David Alaba oturligt fått bollen på armen när han slängde sig för att täcka en passning.
Ronaldo satte straffen, lugnt och säkert, när Manuel Neuer chansade åt fel håll.
Mindre än åtta minuter senare kom nästa Ronaldomål, efter en passning av Mesut Özil som helt lurade Bayernförsvaret. Det var Ronaldos nionde och tionde mål den här Champions league-säsongen.
Till slut blev han i stället en av de stora förlorarna, som en av straffmissarna i avgörandet.