Trận bán kết 2 của giải là cuộc đọ sức giữa 2 ứng viên vô địch PVF và Đông Á Thanh Hoá. Sau tiếng còi khai cuộc, PVF chủ động chơi tấn công và đẩy Đông Á Thanh Hoá lùi sâu về phần sân nhà. Thầy trò huấn luyện viên Duy Đông khiến đối thủ không tổ chức được nhiều đợt tấn công như các trận đấu trước đây. Khi liên tiếp phải đeo bám các tiền đạo đối phương, hàng thủ xứ Thanh bộc lộ nhiều khoảng trống.
Phút 34, từ nhịp chạm bóng của đồng đội, Lê Phát băng vào dứt điểm ở cự li gần mang về bàn thắng mở tỉ số cho PVF. Tiếp đà thăng hoa, đội bóng đến từ Hưng Yên khiến Đông Á Thanh Hoá tiếp tục mắc sai lầm. Phút 45, Ngọc Tài thoát xuống bên phía cánh phải, anh có đường căng ngang thuận lợi để Gia Bảo tung cú sút hạ gục Anh Tuấn nâng tỉ số lên 2-0 cho đội chủ nhà.
Hiệp 1 kết thúc với lợi thế lớn về mặt tỉ số cho PVF. Những tưởng Gia Bảo và đồng đội sẽ có một trận đấu dễ dàng nhưng 45 phút tiếp theo lại là quãng thời gian mà Đông Á Thanh Hoá chứng minh đẳng cấp của mình. Không chấp nhận thất bại, huấn luyện viên Lê Hồng Minh chỉ đạo học trò dâng cao tấn công. Nền tảng thể lực mạnh mẽ mang đến ưu thế rất lớn cho đội bóng xứ Thanh. PVF không còn kiểm soát tốt thế trận và mất bóng ở khu vực giữa sân. Trong thế trận như vậy, không bất ngờ khi Đông Á Thanh Hoá có được bàn gỡ.
Phút 57, từ pha tạt bóng chất lượng của Hà Minh Đức, Văn Tiếp đánh đầu rút ngắn tỉ số xuống 1-2 cho Đông Á Thanh Hoá. Lấy lại tinh thần, họ tiếp vùng lên và khiến hàng thủ PVF chao đảo. Phút 66, Văn Thuận đá phạt góc tạo ra tình huống lộn xộn trong vòng cấm, Ngọc Mỹ băng vào đá bồi ở cự li gần gỡ hoà 2-2 cho Đông Á Thanh Hoá. Nửa cuối hiệp 2, các học trò của ông Lê Hồng Minh vẫn duy trì sức ép tốt nhưng không tận dụng được cơ hội để giải quyết trận đấu. Hai đội phải tham gia vào loạt sút luân lưu đầy may rủi.
Bước vào loạt đấu luân lưu, Minh Quang khiến cổ động viên PVF lo lắng khi không đánh bại được Anh Tuấn. Sau đó, Công Sơn bên phía Đông Á Thanh Hoá mắc sai lầm khi đưa bóng lên trời. Đến loạt sút thứ sáu, Văn Tiếp sút hỏng còn cầu thủ PVF thực hiện thành công. Đội chủ thắng 5-4 ở loạt sút luân lưu và giành tấm vé vào trận chung kết giải Bóng đá vô địch U21 Quốc gia 2024.
Ngay sau trận bán kết 2, Ban Tổ chức đã tiến hành trao giải cho 2 đội đồng hạng ba là U21 Quảng Nam và U21 Đông Á Thanh Hoá.
