A sétima cabeça de série checa - campeã de Wimbledon em 2011 e 2014 - baseou-se num primeiro serviço sólido para derrotar a sua rival terceira cabeça de série.
"Nunca joguei contra ela nesta superfície e isso foi uma vantagem para mim", disse a checa de 33 anos: "É uma vingança depois da minha derrota na final de Cincinnati (no ano passado)."
Os quartos de final e as meias-finais jogam-se no sábado, depois de a chuva ter impedido o jogo de sexta-feira, no tradicional aquecimento de Wimbledon.
A francesa Caroline Garcia, número quatro do mundo, esteve em jogo até ceder o seu serviço no sétimo jogo do primeiro set, que a checa venceu em 52 minutos.
Salvou break points no segundo set, nomeadamente a 4-4, mas não conseguiu igualar Kvitova no tie-break, com a jogadora checa a ganhar 7 pontos contra 3.
Kvitova vai defrontar Ekaterina Alexandrova, 22.ª classificada, que se apurou para os quartos de final depois da desistência da também russa Veronika Kudermetova.
Donna Vekic, da Croácia, derrotou a russa Elina Avanesyan por 6-2 e 7-6 (7-0), alcançando a sua primeira meia-final em courts de relva em quatro anos.
A próxima adversária será a grega Maria Sakkari, sexta cabeça de série, que derrotou a checa Marketa Vondrousova por 7-6 (9-7) e 6-1 para chegar à sua quinta meia-final do ano.