Nach regulärer Spielzeit hatte es 2:2 (0:2) gestanden.
Lisa Altenburg (44./60.) glich mit einem Doppelpack in der zweiten Halbzeit für Deutschland aus. Georgia Nanscawen (5.) und Kathryn Slattery (25.) hatten die Tore für die Australierinnen erzielt. Altenburg und Julia Müller verwandelten ihre Penaltys.
"Das war ein unglaubliches Spiel von uns in der zweiten Halbzeit. Am Ende war das Glück auf unserer Seite", sagte die überragende Altenburg.
Damit feierten die Deutschen im Turnier ihren ersten Sieg. Die Gruppenphase hatte Deutschland ohne Erfolg mit nur einem Punkt abgeschlossen. Im Halbfinale geht es für die Auswahl des DHB nun gegen Neuseeland.
"Es ist das erste Mal seit langer Zeit, dass wir bei einem Weltturnier mit den Top-Acht-Teams wieder in einem Halbfinale stehen", sagte Mülders: "Und darauf freuen wir uns jetzt. Neuseeland kennen und mögen wir." Im zweiten Semifinale treffen die Gastgeberinnen aus Argentinien auf China.