Australien fick en tung start när Formiga efter bara 4 minuter dundrade in ett långskott som strök ribbans underkant ovanför målvakt Melissa Barbieri.
En lika svår motgång var det när lagkapten Cheryl Salisbury, speluppläggaren, tvingades bryta för skada efter bara 20 minuter.
Två minuter senare fick Brasilien straff.
Kate McShea som just fått avlösa Cheryl fällde Renata Costa på gränsen till straffområdet. Marta satte straffen hur säkert som helst till 2-0.
Om nu Renata fälldes just utanför straffområdet så straffade synden sig själv, eftersom hon var direkt upphov till att Australiens speedkula Lisa De Vanna kom fri och kunde reducera tio minuter före halvtid.
Efter det skärpte sig brasilianskorna, men Australien fick åter kontakt.
I andra halvlek rättade förbundskapten Tom Sermanni till en del i Australiens spel. Brasilien imponerade inte alls men hade en ledning att slå vakt om när Australien fick en frispark på sin vänsterkanten i 68:e minuten. Heather Garriock lade den in i straffområdet där Laureen Colthorpe fick perfekt huvudträff på bollen. Det blev en otagbar nick till 2-2. Brasiliens målvakt Andreia hade inte haft särskilt mycket att göra.
Ur en ring av Austaliska spelare som inte kom sig för att störa siktade Cristiane in sitt 3-2-mål en kvart före slut. Det blev matchens sista mål, men de kunde ha blivit fler som när Marta med en frispark prickade ribban i 83:e minuten, eller när Heather Garriock sköt över, eller när Sara Walsh och Lisa De Vanna kom nästan fria i Brasiliens straffområde.
Australien bevisade att man var ett fullvärdigt kvartsfinallag och förtjänar att klättra på världsrankinglistan efter ett väl genomfört VM-slutspel. Brasilien fick sig en läxa att inte slappna av efter bara 2-0 när mer än en timme återstår att spela. Knappast risk för upprepande i semifinalen mot USA.