Con la clasificación, Gremio enfrentará en la próxima ronda a Santos, equipo brasileño que dejó en el camino a Liga Deportiva Universitaria de Ecuador por gol de visitante, tras igualar 2-2 en la serie.
"Son dos equipos grandes del fútbol brasileño y va a ser un gran enfrentamiento, nuestro país va a estar bien representado en los cuartos", dijo el entrenador de Gremio, Renato Portaluppi, en rueda de prensa.
En el partido disputado en el estadio Arena do Gremio, el conjunto local abrió el marcador a los tres minutos por intermedio de Aldemir Ferreira, a instancias del sistema de video arbitraje.
El segundo gol de Gremio llegó a los 97 minutos a través de Rodrigues, con asistencia de Diego Souza.
Guaraní terminó el encuentro con un hombre menos tras la expulsión a los 88 minutos de Miguel Benítez.
"No nos sentimos candidatos al título, vamos paso a paso y creciendo partido a partido", indicó el argentino Diego Churín tras la victoria. "Si nos quieren poner como candidatos, nosotros mantenemos los pies sobre la tierra", añadió el capitán de Gremio a los periodistas.
En los cuartos de final, que comenzarán la próxima semana, se enfrentarán Palmeiras-Libertad, River Plate-Nacional, además de Gremio-Santos.
Racing Club, que eliminó al campeón Flamengo, aguarda por el vencedor de Boca Juniors-Internacional.