Ia akan bertemu Belinda Bencic untuk memperebutkan satu tempat di final.
Dikutip dari AFP, Kamis, unggulan 15 berusia 19 tahun yang berasal dari pinggiran kota Toronto itu bangkit dari ketertinggalan untuk mengatasi unggulan 25 Mertens 3-6, 6-2, 6-3 untuk mencapai semifinal untuk melawan unggulan 13 asal Swiss Bencic, yang menundukkan petenis Kroasia unggulan 23 Donna Vekic 7-6 (7/5), 6-3, untuk mencapai semifinal Grand Slam pertamanya.
"Saya sejujurnya tidak bisa berkata-kata. Saya perlu seseorang untuk mencubit saya sekarang. Apakah ini nyata?" kata Andreescu.
Serena Williams, yang sedang mengejar gelar tunggal Grand Slam ke-24 untuk menyamai rekor sepanjang masa Margaret Court, menghadapi petenis Ukraina unggulan kelima Elina Svitolina pada semifinal lainnya.
Andreescu, juara tahun ini di Indian Wells dan Toronto, adalah remaja pertama dalam babak empat besar US Open sejak Caroline Wozniacki pada 2009.
Ia dipuji saat menghadapi ujian dalam kemenangannya itu, dengan ketenangannya untuk berjuang bangkit setelah kehilangan set pembuka melawan musuh yang belum kehilangan satu set pun dalam turnamen tersebut.
"Saya rasa ini hanya pengalaman dari memainkan event-event besar pada tahun terakhir ini," katanya. "Semua pengalaman itu hanya mengejar ketinggalan."
Andreescu bisa menjadi remaja pertama yang memenangi gelar Grand Slam sejak Maria Sharapova memenanginya pada US Open 2006 dan ia akan menjadi juara US Open termuda sejak petenis Rusia Svetlana Kuznetsova pada 2004.