O número um do mundo, Alcaraz, bateu Tommy Paul por 6-4 e 6-4 na quarta ronda, enquanto Rybakina conseguiu a sua 12.ª vitória consecutiva com um 6-3 e 6-0 ante Martina Trevisan, para chegar às meias-finais.
Paul tinha vencido Alcaraz no único encontro entre ambos, disputado na Rogers Cup do ano passado, mas não se conseguiu impôr nesta ocasião, com o espanhol a mostrar a sua sensacional velocidade e reflexos para fazer breaks no início de ambos os sets. Alcaraz desperdiçou o seu primeiro match point, mas acabou por terminar o jogo com um forehand long.
"A chave deste jogo foi eu estar a jogar para atacar", disse Alcaraz. "Não o deixei jogar o seu jogo - atacar e ir à rede - e fiz isso primeiro. Fiz uma partida realmente completa".
Alcaraz está agora a três vitórias de assegurar o Sunshine Double após a vitória em Indian Wells na semana passada. Este triunfo ajuda-o a manter a primeira posição do ranking ATP, à frente de Novak Djokovic.
Nos quartos de final, o espanhol jogará contra outro americano, Taylor Fritz, que passou por Holger Rune em 6-3 e 6-4 no início do dia.
Daniil Medvedev eliminou Quentyn Halys por 6-4 e 6-2 em pouco mais de uma hora, num jogo que começou depois da meia-noite, selando o seu lugar nos quartos de final pelo terceiro ano consecutivo.
"Pensei que ia ser cancelado", disse Medvedev. "(Estou) realmente feliz por ter conseguido jogar bem. Normalmente estou a dormir à meia-noite".
Na Grandstand, o 10.º cabeça de série, Jannik Sinner passou por Andrey Rublev, vencendo por 6-2 e 6-4.
Tsitsipas diz adeus
Khachanov ganhou pela primeira vez a Tsitsipas ao cabo de sete encontros, derrubando o número três do mundo por 7-6(4) e 6-4 na quarta ronda, terminar a série de 23 jogos sem vitórias contra adversários do top-10. O gregou nunca encontrou o seu melhor nível contra Khachanov, que controlou a partida com um sólido serviço.
"Dizem que à terceira é de vez, mas para mim foram precisas sete vezes, por isso estou super feliz", disse Khachanov, que perdeu frente a Tsitsipas nas meias-finais do Open da Austrália deste ano. "Não é muito importante ver o Stefanos, mas penso que devido à forma como estou a jogar, estou apenas feliz por continuar este nível".
A campeã de Wimbledon, Rybakina, tem estado em grande forma este ano depois de ter chegado à final do Open da Austrália e manteve o nível, prolongando a série de vitórias.
"Talvez eu não esteja a mover-me tão bem como estava em Indian Wells, mas no geral penso que estou a tentar manter esse nível de Indian Wells", disse Rybakina. "Há muitos altos e baixos, mas de um modo geral penso que não foi mau".