Li, som er seedet som nummer 16 i turneringen, vant 2-6, 7-6 (7-4), 7-5 og tok seg til semifinale på bekostning av sjetteseedede Williams.
Den kinesiske jenta virket nervøs i åpningssettet og ble knust av Williams. Da så det ut til å gå mot amerikansk favorittseier, men Li kjempet seg tilbake i kampen.
- Det er den beste dagen i mitt liv, jublet Li.
Kina har dermed for første gang to spillere i semifinalen i en Grand Slam-turnering. Zheng Jie er også klar for semifinale.
Ny Williams i semi'n
- Det er bra for begge spillerne, og det er bra for kinesisk tennis, sa Li.
I semifinalen venter en ny Williams. Da skal hun møte tittelforsvarer Serena Williams.
Verdenseneren var ille ute mot Victoria Azarenka. Serena Williams tapte første sett og lå under 0-4 i det neste før hun snudde kampen. Hun vant til slutt 4-6, 7-6, 7-2.
I den andre semifinalen møtes Justine Henin og Zheng Jie.