Tuan rumah sempat mengancam lebih dulu melalui sepakan jarak jauh Bruno Fernandes saat laga baru berlangsung sembilan menit, tetapi kiper Zack Steffen melakukan aksi penyelamatan gemilang untuk menepisnya.
Empat menit kemudian, tensi permainan dinaikkan oleh City dan Kevin de Bruyne hampir membawa mereka unggul, jika saja tembakannya yang sudah tak terjangkau kiper Dean Henderson tak dimentahkan oleh tiang gawang.
Kedua tim terus saling serang, tetapi skor nirgol bertahan hingga turun minum.
Baca juga: Duo Manchester bertemu, antara lepas kutukan dan lanjutkan dominasi
Lima menit memasuki babak kedua, John Stones memecahkan kebuntuan untuk membuat City unggul ketika ia menyambut umpan tendangan bebas Phil Foden dengan pahanya yang memperdaya Henderson.
Wasit Martin Atkinson sempat berkonsultasi singkat atas dugaan offside sebelum akhirnya mengesahkan gol Stones tersebut.
Gol itu membuat alur pertandingan hampir berubah sepenuhnya dan City terus berusaha menggandakan keunggulan mereka hingga akhirnya kerja keras mereka terbayar tujuh menit jelang bubaran waktu normal.
Barisan pertahanan MU gagal mengantisipasi situasi sepak pojok ketika sundulan Aaron Wan-Bissaka hanya cukup menyapu bola keluar dari kotak penalti, di mana Fernandinho menyambutnya dengan tembakan voli tanpa memberi Henderson kesempatan berreaksi.
MU tak bisa berbuat banyak untuk mengubah keadaan dan skor 2-0 untuk City bertahan hingga peluit tanda laga usai berbunyi, memastikan langkah The Citizens kembali ke partai final untuk mempertahankan trofi Piala Liga Inggris mereka.
Baca juga: Sissoko dan Son antar Spurs ke final Piala Liga
City akan tampil di final kedelapan mereka menghadapi Tottenham, demikian catatan laman resmi EFL.
Jika juara, City bisa menyamai rekor Liverpool sebagai pemilik trofi Piala Liga Inggris terbanyak dengan torehan delapan kali juara.
Final Piala Liga dijadwalkan berlangsung pada 25 April mendatang di Wembley.
Baca juga: Mourinho: pemain Spurs punya hasrat kuat untuk akhiri paceklik gelar
Baca juga: Guardiola bingung kekurangan pemain untuk semifinal Piala Liga