Cristiano Ronaldo abrió el marcador al rematar un pase desde la izquierda de Gareth Bale (53), antes de que Antoine Griezmann equilibrara (57) con un tiro con el portero batido.
Valencia perdió y Atlético no pasó del empate en casa.
El cuadro catalán sigue líder en la tabla pero pasó de tener siete a cinco puntos de ventaja sobre el Real Madrid.
El delantero galo Antoine Griezmann marcó su gol 16 de la temporada.
Es la tercera semifinal que consigue el equipo colchonero en las últimas cuatro temporadas.
Con goles de Robert Lewandowski y un autogol de Sergio Ramos, los bávaros han tomado ventaja; Ronaldo descontó para los blancos.
Los rojiblancos fueron superiores a un equipo inglés que demostró poco en el Vicente Calderón, pero solo pudieron marcar de penal, por medio del francés Antoine Griezmann en el 28.
Madrid sumó 72 puntos, tres menos que el Barcelona, que juega más tarde. Los blancos, sin embargo, tienen un juego pendiente.
Un gol de Griezmann en el segundo tiempo le da un poco de esperanzas a los colchoneros que van a cerrar la serie de visita.
El Atlético salió dispuesto a llevarse el partido en la fría noche madrileña frente a un Eibar, que se dedicó principalmente a aguantar y lanzar alguna contra.
