A americana, número 18 do ranking, venceu Andreeva, que disputava apenas seu segundo major na vida, por 3-6, 7-6(4) e 6-2 e avançou para as quartas do Grand Slam inglês pela primeira vez desde 2015.
No entanto, o duelo terminou em polêmica quando Andreeva recebeu sua segunda violação por jogar a raquete no chão, em um momento de raiva que se repetiu durante o embate.
Ela foi penalizada com um ponto quando o placar estava 40-40 no oitavo game do último set, o que deu a Keys o match point que decidiu o jogo.
Andreeva protestou com a árbitra de cadeira, dizendo que havia escorregado e sua raquete caído no chão, mas a punição se manteve.
Na sequência, visivelmente incomodada, a russa comemorou muito um ace que salvaria o match point, mas Keys pediu revisão do árbitro de vídeo, que inverteu a marcação para bola fora.
Com cara de choro, Andreeva não conseguiu salvar o ponto. Após a derrota, ela saiu sem cumprimentar a juíza.
Quase uma criança, mas joga muito
Embora tenha jogado como gente grande, sua inexperiência aflorou no tie-break do segundo set.
A adolescente estava no controle da parcial, quebrando o saque de Keys no segundo game e abrindo vantagem de 3-0.
A americana lutou para salvar duas quebras nos quarto e sexto games e aproveitou um raro game de serviço ruim da russa para recuperar a quebra no sétimo game e se manter viva no torneio.
Andreeva não soube lidar com a oportunidade perdida e foi dominada no tie-break.
Aí veio sua primeira violação por arremessar a raquete na quadra. Logo em seguida, no intervalo antes do início do set decisivo, a adolescente chorou bastante em sua cadeira.
Na terceira parcial, ela deixou o nervosismo e a ansiedade tomar conta de seu jogo e Keys se aproveitou para virar e fechar o confronto.
"Estaria mentindo se dissesse que não senti a pressão (de enfrentar uma adolescente vinda do qualifying). Não queria ser a primeira a perder para ela e permitir que ela chegasse às quartas de final de um Slam", disse Madison Keys após a partida, em tom de bom humor.
Na próxima fase, a americana enfrenta a número 2 do mundo, Aryna Sabalenka.
Este foi apenas o segundo Grand Slam de Andreeva, após Roland Garros mês passado.
Em ambos ela passou pelo qualifying para entrar na chave principal e esperava se tornar a jogadora mais jovem a chegar às quartas de final em Wimbledon desde a compatriota Anna Kournikova, que conseguiu o feito em 1997.