Mené 2-0, puis 3-1, Liverpool est venu à bout de Leicester aux tirs au but (3-3, 5-4 ap. t.a.b) et affrontera Arsenal en demi-finale début janvier, alors que Chelsea sera opposé à Tottenham.
Les Gunners et les Blues recevront à l'aller, les 4 et 5 janvier, alors que le retour se tiendra une semaine plus tard.
Les Gunners s'étaient qualifiés mardi en sortant sans ménagement le Petit Poucet de l'épreuve, Sunderland (5-1) et deux autres quarts de finale étaient des derbies de la capitale anglaise.
Celui entre Tottenham, 7e de Premier League, avec 3 matches en moins, et West Ham, 5e avec 1 rencontre à disputer, était le plus serré sur le papier et il a été très animé.
Les Spurs ont encore démontré à quel point l'arrivée d'Antonio Conte a transfiguré l'équipe, même si les Hammers leur ont donné du fil à retordre, forçant Hugo Lloris à intervenir devant Vladimir Soucek (30e, 31e) ou Jarrod Bowen (58e).
Tottenham a eu le dernier mot grâce à des buts de Steven Bergwijn (1-0, 29e) et Lucas Moura (2-1, 34e), alors que Bowen avait égalisé entretemps (1-1, 32e) sur une énorme erreur de relance d'Eric Dier.
Tombeurs de Manchester City, le quadruple tenant du titre, aux tirs au but, au tour précédent, et de Manchester United en 16e de finale, les hommes de David Moyes pouvaient pourtant légitimement nourrir des ambitions dans cette compétition.
Ils ont d'ailleurs poussé sans relâche en seconde période, mais l'absence de dernière minute de leur attaquant central Michail Antonio, dernier contaminé en date de l'épidémie de Covid-19 qui frappe actuellement le football anglais, s'est fait cruellement sentir.
De son côté, Chelsea, à la peine en championnat, a retrouvé un peu le sourire en allant l'emporter à Brentford (2-0).
Toujours privé de Romelu Lukaku, Timo Werner et Kaï Havertz devant, Thomas Tuchel avait décidé de titulariser les novices Harvey James Vale (18 ans) et Jude Soonsup-Bell (17 ans) en attaque, même si, dès la reprise de la seconde période, il a fait entrer Christian Pulisic.
Sauvés à plusieurs reprises en première période par Kepa, préféré à Edouard Mendy pour les coupes domestiques, les Blues ont dû attendre un but contre son camp de Pontus Jansson à dix minutes de la fin pour prendre l'avantage, avant que Jorginho ne double la mise sur penalty cinq minutes plus tard.
Mais le match le plus fou de la soirée à été celui entre Liverpool et Leicester, qui s'est soldé par la victoire renversante des Reds (3-3, 5-4 p. t.a.b.).
Jürgen Klopp avait choisi de faire souffler des titulaires avec Conor Bradley (18 ans), Tyler Morton et le Français Billy Koumetio (tous deux 19 ans) sur la pelouse au coup d'envoi, mais a bien failli rater son pari.
Jamie Vardy, par deux fois (0-1, 9e et 0-2, 13e), et James Maddison, d'une frappe superbe de 25 mètres (1-3, 33e), avaient donné un avantage conséquent aux Foxes à la pause, malgré la réduction du score d'Alex Oxlade-Chamberlain (1-2, 19e).
Au repos, les trois jeunots ont rejoint le banc pour laisser place à James Milner, Ibrahima Konate et Diog Jota.
Le Portugais a d'ailleurs rapproché les Reds à un but (2-3, 68e) mais il a fallu attendre le bout du bout du temps additionnel pour voir Takumi Minamino égaliser (3-3, 90+6) et envoyer tout le monde aux tirs au but, dans une ambiance presque digne des soirées européennes.
Le Japonais a failli tout gâcher en envoyant sa 5e tentative décisive sur le haut de la transversale, mais heureusement pour lui, le gardien remplaçant, Caoimhin Kelleher (23 ans), auteur de deux parades, et Diogo Jota qui n'a pas eu le pied qui tremble sur le 6e tir, ont envoyé les Reds dans le dernier carré.
Co-détenteur du record de victoire dans la compétition, avec 8 trophées, comme City, Liverpool peut espérer reprendre l'avantage sur son grand rival des dernières années.