Det första mötet slutade 2-2 i Turin, efter att Tottenham hämtat upp ett tvåmålsunderläge. Det gjorde att Spurs skulle gå vidare vid ett oavgjort resultat om Juve gör mindre än två mål.
Harry Kane hade en bra chans att ge Tottenham ledningen i matchen en knapp kvart in, då han rundade Gianluigi Buffon i Juventus mål men inte lyckades få bollen i mål ur snäv vinkel.
Strax därefter gick Douglas Costa omkull i Tottenhams straffområde efter en tackling av en Spurs-back - men domaren valde att fria och inte blåsa straff trots högljudda protester från Juventus spelare.
I stället var det Tottenham som skulle ta ledningen. Heung-Min Son, som var aktiv i den första halvleken, tog tillvara på ett inspel av Trippier och satte 1-0 i den 39:e minuten. Målet gör att Juventus nu måste göra två för att gå vidare.
I den 65:e minuten kvitterade Gonzalo Higuain till 1-1 för Juventus då han styrde in en nick bakom Hugo Lloris i Tottenhams mål. Ett 1-1-resultat skulle ta Spurs vidare till kvartsfinal - men bara tre minuter senare small det till igen. Paolo Dybala löte sig fri och gjorde inget misstag när han sköt 2-1 i minut 67.
Spurs låg på för att få till en kvittering som i sin tur skulle ge förlängning och Harry Kane hade en nick i ribban i den 90:e minuten, men Juventus lyckades hålla undan och vann med 2-1, och därmed är fjolårsfinalisten vidare till kvartsfinal i Champions League.
- Det var en tuff match, men vi förväntade oss det, säger Juventus Giorgio Chiellini till Mediaset Premium efter matchen enligt football-italia.net.
- Vi gjorde det okej, de modiga får tur och vi förtjänade vår tur. Vi var ett lag från start till mål och förtjänade att vinna, säger Chiellini.
Tottenhams manager Mauricio Pochettino är nedstämd efter matchen.
- Det är klart att vi är jättebesvikna. Men vi kan hålla huvudet högt. Jag är stolt över vår insats, säger Pochettino enligt Tottenhams twitterkonto.
Se Sporten med målen och det hetaste från matchen i spelaren.
Startelvor:
Tottenham: Lloris, Trippier, Sanchez, Vertonghen, Davies, Dier, Dembele, Eriksen, Alli, Son, Kane.
Juventus: Buffon - Barzagli, Benatia, Chiellini, Alex Sandro - Khedira, Pjanic, Matuidi - Douglas Costa, Dybala - Higuain.