Độ khó trong các trận đấu của Djokovic tăng lên qua từng vòng. Lần đầu tiên tại giải, anh để thua tới năm game trong một set đấu. Koepfer cũng chơi tay trái như Rafael Nadal vòng trước, nhưng trẻ khỏe hơn. Tay vợt số 70 thế giới nhiều lần khiến Djokovic phải chơi tập trung và thể hiện thứ tennis tốt nhất để đi tiếp.
Djokovic sớm thắng game đỡ bóng để dẫn 3-1, nhưng Koepfer đáp trả sau đó bằng một game xuất sắc, trước khi cân bằng tỷ số 3-3. Phải đến game quyết định set một, Djokovic mới kiếm được break-point rồi tận dụng cơ hội, để thắng 7-5 sau 55 phút.
Trong set hai, Nole chỉ có đúng một break-point và cũng tận dụng tốt để dẫn 3-0. Kể từ đó, hai tay vợt giữ chắc các game giao bóng. Koepfer không có cơ hội trở lại sau sai lầm đầu set, chấp nhận thua 5-7, 3-6.
Chiến thắng giúp Djokovic trở thành người đầu tiên vào tứ kết đơn nam ở bốn kỳ Olympic khác nhau, gồm Thế vận hội các năm 2008, 2012, 2021 và 2024. Nole cũng là tay vợt già nhất góp mặt ở tứ kết Olympic trong lịch sử, ở 37 tuổi và 2 tháng, phá kỷ lục của Jeremy Chardy ở Olympic Tokyo (34 tuổi 5 tháng).
Ở tứ kết, Djokovic sẽ gặp Stefanos Tsitsipas - người thắng dễ Sebastian Baez 7-5, 6-1. Djokovic thắng 11 trong 13 lần gặp Tsitsipas trước đây, trong đó có 10 trận liên tiếp gần nhất. Trên sân đất nện, Nole toàn thắng năm trận trước đàn em Hy Lạp, gồm màn ngược dòng ở chung kết Roland Garros 2021.
Cũng ở nhánh bán kết của Djokovic, Lorenzo Musetti loại hạt giống số bảy Taylor Fritz với tỷ số 6-4, 7-5. Ở nhánh còn lại, Carlos Alcaraz thắng Roman Safiullin 6-4, 6-2 để vào tứ kết gặp hạt giống số chín Tommy Paul. Felix Auger-Aliassime tạo ra bất ngờ khi thắng hạt giống số bốn Daniil Medvedev 6-3, 7-6.