Italien var nära en bragdseger men föll två gånger om.
Anfallaren Barbara Bonansea gav laget ledning med 1–0 i 33:e minuten, ett resultat som stod sig till tilläggstid när engelska inhopparen Michelle Agyemang kvitterade i 96:e minuten.
Förlängningen såg ut att bli mållös när Italiens Emma Severini rev ner engelskan Beth Mead i eget straffområde. Chloe Kelly slog straffen – som hon missade, men satte i mål på egen retur.
— Vi var en och en halv minut från vår dröm, säger Elena Linari till italienska tidningen Corriere dello Sport efter matchen. Hon fortsätter:
— Jag gillar inte att prata om domarbeslut, men jag hoppades att de skulle granska incidenten som resulterade i en straff. Jag vill inte starta kontroverser, det är både vackert och sorgligt, avslutar hon.
Italien var senast i final 1997 då mästerskapet hölls i Norge och Sverige, där de förlorade mot Tyskland.
England kommer möta Spanien eller Tyskland i finalen den 27 juli.