Setelah menang atas unggulan 10 Serena Williams pada babak sebelumnya ketika petenis AS tersebut tidak melanjutkan pertandingan saat tertinggal 3-6, 0-1 karena masalah kesehatan, Muguruza kembali meraih kemenangan.
Baca juga: Venus terjungkal di Indian Wells
Kali ini ia menyingkirikan unggulan ketujuh Kiki Bertens asal Belanda setelah ia kehilangan set pembuka dengan kemenangan 5-7, 6-1, 6-3.
"Saya rasa ini pertandingan yang sangat sulit," kata Muguruza setelah kemenangannya. "Saya kira kami berdua bermain bagus. Setiap reli sangat intens, sangat panjang. Pada dasarnya hingga akhir pertandingan, siapa pun di antara kami bisa menang.
"Dan saya gembira dengan level yang saya mainkan, dan juga bagaimana saya mengelola intensitas permainan dan tidak membiarkan turun, pada dasarnya, tidak ada sepanjang pertandingan," katanya dikutip dari laman resmi WTA, Rabu.
Kemenangan tersebut membawa petenis Spanyol itu ke babak delapan besar untuk keduakalinya sepanjang karir.
Selanjutnya ia akan bertemu petenis berusia 18 tahun Bianca Andreescu dari Kanada yang menyisihkan petenis China Wang Qiang dengan kemenangan 7-5, 6-2.
Petenis lainnya yang juga lolos ke perempat final adalah Marketa Vondrousova dari Ceko berkat kemenangan 6-2, 3-6, 6-2 atas unggulan kedua asal Rumania Simona Halep.
Baca juga: Sabalenka jumpa Kerber di putaran keempat Indian Wells