Østrig tog sejren i den direkte duel om andenpladsen i gruppe C, som Holland vinder med maksimumpoint.
Østrig går for første gang nogensinde videre fra gruppespillet ved EM i fodbold og kan se frem til et møde med Italien i ottendedelsfinalen i London på lørdag.
På en tidlig scoring af Christoph Baumgartner vandt østrigerne den direkte duel om andenpladsen i gruppe C med 1-0 over Ukraine og følger efter gruppevinderen Holland til knald-eller-fald-runderne.
Hollænderne slutter gruppespillet med maksimumpoint efter at have besejret pointløse Nordmakedonien med 3-0 i Amsterdam.
For Ukraine er der kun tilbage at håbe, at tre point og en målscore på minus én rækker til en plads blandt de fire bedste treere i de seks EM-puljer.
Skulle det kikse, vil ukrainerne utvivlsomt græmme sig over den skuffende og modløse præstation, de diskede op med, da der var allermest på spil.
Holdet var milevidt fra det niveau, det viste i de to første kampe i turneringen.
Uafgjort mod østrigerne havde været tilstrækkeligt til at sikre andenpladsen. Men Andriy Shevchenkos tropper var helt ved siden af sig selv på nationalarenaen i Bukarest.
Den afgørende scoring faldt i 21. minut efter et hjørnespark, hvor Baumgartner stak et langt ben frem og ekspederede bolden i Ukraines mål med fodsålen.
Det var en naturlig udvikling på en første halvleg, hvor Ukraine leverede stribevis af misforståelser og simple fejlafleveringer.
Havde de østrigske spillere straffet fejlene med en smule større konsekvens, ville kampen have været afgjort ved halvtid.
Nu blev spændingen bevaret til det sidste. Til gengæld faldt underholdningsniveauet, som kampen skred frem.
Østrigerne trak sig længere tilbage, men Ukraine kunne fortsat ikke få spillet til at hænge sammen. Til sidst løb holdet tør for tid.
I den samtidige kamp i Amsterdam var der kun æren på spil, og de hollandske storfavoritter tog en klar sejr over Nordmakedonien.
Memphis Depay og Georginio Wijnaldum var som så ofte før de afgørende spillere i den hollandske offensiv og tegnede sig tilsammen for alle tre scoringer.
Efter 24 minutter fik Depay frit lejde i straffesparksfeltet og scorede for anden gang i turneringen.
Kort inde i anden halvleg stod han for forarbejdet til 2-0-scoringen, som Wijnaldum kunne trille ind fra kort afstand. Og inden der var spillet en time, gjorde Wijnaldum det også til 3-0, da han fulgte op på Depays forsøg.
Kampen markerede ikke blot afslutningen på Nordmakedoniens første EM, men også på Goran Pandevs glorværdige landsholdskarriere.
Den 37-årige forward, der på forhånd havde meddelt, at kampen ville blive hans sidste på landsholdet, blev klappet fra banen af sine holdkammerater, da han blev skiftet ud midt i anden halvleg.