Barcelona var nära på att få en drömstart på matchen på Camp Nou. Caroline Graham Hansen gjorde 1-0 efter bara åtta minuters spel men hon hade hanterat bollen med armen dessförinnan och målet dömdes bort.
Efter knappa kvartens spel så nådde Fridolina Rolfö högst på en hörna men svenskens nick gick över och Magdalena Eriksson som var sen in i situationen skallade ihop med Rolfö. Svenskorna fick båda behandling och kunde sedan komma in i spela snabbt därefter.
Barcelona förde den första halvleken men man fick inte hål på Chelsea och den första halvleken slutade mållös.
Men man skulle få utdelning för sin dominans under den andra halvleken. Graham Hansen avslutade en blixtsnabb kontring efter att Bonmati släppt ut bollen till norskan.
Efter 1-0-målet slog C Mores expert Marcelo Fernandez fast att dubbelmötet var över.
- Det finns inte en chans att Chelsea vänder på detta, det skiljer för mycket i det tekniska utförandet, sa han.
Men Chelsea skulle skaka liv i matchen. Guro Reiten tog hand om returen efter att Sam Kerr avslutat och kvitteringen var ett faktum.
I jakten på ett kvitteringsmål i dubbelmötet byttes Johanna Rytting Kaneryd in i den 82:a minuten.
Men Chelsea kom aldrig närmare än 2-1 utan Barcelona höll undan för sin ledning och är klart för klubbens tredje raka CL-final. För Fridolina Rolfö blir det andra raka finalen och hon ges chans till revansch efter finalförlusten förra året.
Efter matchen erkände Barcelonas tränare Jonatan Giraldez att flera spelare brottades med problematik, däribland Fridolina Rolfö.
Enligt journalisten Marc Andrés bekräftade Giraldez att Aitana Bonmati hade kramp och det var därför stjärnan byttes av. Keira Walsh hade haft problem med diarré inför matchen och Rolfö har besvär med ett knä.
Startelvor:
Barcelona: Panos - Torrejon, Paredes, Leon, Rolfö - Bonmati, Walsh, Giujarro - Graham Hansen, Oshoala, Caldentey
Chelsea: Berger - Perisset, Mjelde, Eriksson, Carter - Cuthbert, Leupolz, Reiten - Charles, Fleming, Kerr.
Champions League-avgörandet sänds på C More.