Tyskland møter USA i finalen onsdag, mens Sverige møter Frankrike i bronsefinalen. Norge har spilt ferdig.
Innbytter Petra Wimbersky scoret vinnermålet nesten fire minutter på overtid i Faro etter at Norge hadde dominert kampen fullstendig.
Innlegget kom fra venstre og en umarkert Wimbersky satte ballen over Christine Colombo Nilsen i det norske målet fra straffemerket.
Ingvild Stensland hadde Norges største mulighet etter 69 minutters spill. Hun sendte i vei en suser av et langskudd, men ballen traff stolpen og ble nok et eksempel på ineffektiviteten som herjer i det norske laget.
Førsteomgangen mandag var preget av offensivt spill fra de norske jentene, men nok en gang var avslutningene for svake i en kamp der Norge styrte det meste og tidvis hentet fram svært godt angrepsspill.
Norge har ikke scoret på sine tre kamper i Algarve-turneringen.
Både Tonje Hansen og Kristine Klaveness bommet dessverre alene med keeper før pause, mens Trine Rønning hadde et godt skuddforsøk like over.
Tyskerne hadde sin eneste sjanse i første omgang da Birgit Prinz skjøt fra langt hold, men Christine Colombo Nilsen i det norske målet reddet. I annen omgang var tyskerne foruten scoringen nærmest med et tverrliggertreff i det 79. minutt.