北京时间9月11日，2020美国网球公开赛展开女单半决赛争夺。在第二场半决赛中，阿扎伦卡上演逆转好戏，她以1-6/6-3/6-3的比分逆转战胜23届大满贯冠军得主小威廉姆斯，生涯首度在大满贯赛场击败对手终结对其10连败，并时隔7年再度闯入美网决赛。白俄罗斯人将与大坂直美本届美网女单争冠。
首盘比赛，小威廉姆斯气势如虹不断打出制胜分，反观阿扎伦卡则没有了1/4决赛时的状态，在自己首个发球局中便送出两记双误，小威抓住机会完成破发。第三局，小威在30平后连得两分再次完成破发。第5局，阿扎伦卡终于完成保发，1-4落后。第6局，如梦方醒的阿扎伦卡终于找到手感并获得破发机会，但小威通过强大的发球解决危机随即完成保发。第7局，阿扎伦卡在自己首盘非保不可的发球局中率先拿到局点，但不放过机会的小威持续发力并把握住第二个破发点兼盘点机会，以6-1先下一盘。
第二盘，找到状态的阿扎伦卡终于打出应有的进攻，她以一记反手直线制胜分完成保发。阿扎的第二个发球局则是love game完成保发。小威的发球局同样牢不可破，前4局双方战至2-2平。第5局，小威发球质量下降，阿扎伦卡抓住机会不断对手二发并以一记反手斜线完成破发，3-2领先。第7局，阿扎伦卡延续发球抢攻战术并底线相持中不断调动小威。白俄罗斯人先后拿到两个破发机会，好在小威关键时刻调整状态，连续发出高质量发球挽救危机。第9局，小威在第二盘非保不可的发球局中不断送出主动失误，阿扎伦卡在破发点上抢攻二发，随后打出反手inside-out完成破发，6-3扳回一盘。
决胜盘比赛，小威廉姆斯在第2局40平时不慎扭伤脚踝，随即申请防护员进场治疗。在短暂治疗后小威再度登场，但她没能保住自己的发球局，遭到对手破发0-2落后。阿扎伦卡随后完成保发，取得3-0的领先。随后几局双方各自保发，阿扎伦卡凭借破发优势5-3领先进入自己的发球胜赛局。在发球胜赛局中，阿扎伦卡没有重蹈此前决赛的覆辙，她顺利完成保发，6-3拿下决胜盘胜利，大比分2-1战胜小威晋级决赛。
