Argentineren, ranket så lavt som nummer 141 i verden, tapte det første settet, men vant deretter det neste.
I det siste settet startet dramatikken mellom to spillere som begge kan varte opp noen av tennisidrettens beste forehander.
Nadal kom tilbake flere ganger
Del Potro brøt Nadals serve på 4-4, gikk opp til 5-4 og syntes å ha avgjort kampen.
Nadal slo imidlertid grusomt tilbake og brøt del Potro tilbake til 5-5. Deretter ledet del Potro, som slo ut verdensener Novak Djokovic i første runde, 40-0 og fikk tre breakballer til å bryte Nadal på ny, men spanjolen reddet alle ballene og vant i egen serve.
Etter at del Potro gjorde det samme, var det klart for tie break. Argentineren gikk tidlig opp til 3-0, men nok en gang slo Nadal tilbake når han trengte det som mest.
På stillingen 5-4 tok imidlertid del Potro det ekstremt viktige sjette poenget og gikk opp til 6-4. Nadal fikk det neste poenget, men på 6-5 satte spanjolen ballen utenfor linjen på et ellers sikkert poeng.
Bronsefinale venter Nadal
Dermed kunne del Potro, som har vært gjennom enorme skadeproblemer og gått gjennom tre håndleddsoperasjoner, juble for finale mot Murray allerede søndag.
For Nadal venter bronsefinale mot Kei Nishikori fra Japan.