Brasilien var framme i kvartsfinal i Copa América och för motståndet stod Uruguay, ledda av förbundskapten Marcelo Bielsa.
Efter en händelsefattig match, där Uruguays Nathan Nández blev utvisad i den 74:e minuten efter en tuff satsning på Rodrygo, avgjordes allt på straffar.
Federico Valverde satte Uruguay i förarsätet, innan Eder Militao missade. Detsamma gjorde brassen Douglas Luiz, men José Maria Gimenez lyckades inte avgöra.
I stället blev det Manuel Ugarte som skickade in 4-2 när han lurade ner Alisson Becker i ett hörn och satte bollen i andra.
Uruguay jublade över segern, medan Bielsa omfamnade brassen Raphinha för att trösta honom.
- Det var en intensiv match mot en tuff motståndare och vi led de sista minuterna med en man mindre. Ändå visade vi karaktär, säger Uruguays målvakt Sergio Rochet enligt ESPN och fortsätter:
- Sanningen är att det här är en enorm glädje som gruppen förtjänar, som vårt land förtjänar.
Brasilien är utslaget och går miste om en potentiell drömfinal mot regerande mästarna Argentina. Faktum är att Brasilien bara vann en av sina fyra matcher i turneringen.
- Jag vet att det är tufft just nu, men jag hoppas att vi kommer att ha alla brasilianares stöd när vi förbereder oss för VM om två år, säger Endrick - som spelade från start i avstängde Vinicius Juniors frånvaro - efter matchen.
Även i höstas föll Brasilien mot Uruguay. Innan dess hade man inte förlorat mot uruguayanerna sedan 2001.
I den andra kvartsfinalen körde Colombia över Panama med 5-0. Efter en kvart stod det 2-0 – det första av Jhon Córdoba, det andra av James Rodriguez på straff – soch sedan satte Luis Díaz trean, Richard Ríos fyran och Miguel Broja femman.
Colombia och Uruguay möts natten till torsdag. Vinnaren möter Argentina eller Kanada i final.