Con esta victoria, Grecia quedó segunda de la llave con cuatro puntos, detrás de Colombia (9), que ganó a Japón (4-1), y se enfrentará en octavos de final a Costa Rica, primera del grupo D, el domingo en Recife.
Grecia, que había sido eliminado en la primera fase en Estados Unidos-1994 y en Sudáfrica-2010, logra pasar a octavos en su tercera participación.
Costa de Marfil, por su parte, que con el empate se clasificaba, sigue sin superar la primera fase, tras tres participaciones, después de no haberlo logrado tampoco en Alemania-2006 y en Sudáfrica-2010.
Esta nueva eliminación motivó la dimisión inmediata del seleccionador de Costa de Marfil, el francés Sabri Lamouchi.
La jugada decisiva y polémica del partido llegó en el descuento cuando el marfileño Giovanni-Guy Yann Sio trató de quitar el balón a Samaras, que dio una patada al suelo y cayó, lanzando después la pena máxima.
"Tenemos tiempo de pensar en el partido de Costa Rica. Vamos a estudiarlos, reflexionar. Hay que tener mucho cuidado, han terminado primeros del 'Grupo de la Muerte'. Por ello, no hay que subestimarlos", afirmó el técnico portugués de Grecia, Fernando Santos.
"El penal me pareció justo. Pienso que esta clasificación es una gran fuente de alegría para el pueblo griego. Estaba convencido que los jugadores podían lograrlo. Vamos a festejar esta victoria porque es un momento histórico", añadió.
El primer gol de Grecia, que además estrelló dos balones en el larguero, fue marcado por Andreas Samaris en el minuto 42. El centrocampista del Olympiacos robó el balón a Cheikh Tioté y, tras hacer una pared con Samaras, batió a Boubacar Barry.
Samaris había entrado en el minuto 12 de partido en sustitución del lesionado Panagiotis Koné.
- Gol de Costa de Marfil -
Pero cuando las ocasiones griegas se sucedían, fue Costa de Marfil la que marcó el gol del empate en el minuto 73, al rematar Wilfried Bony un centro dentro del área desde la izquierda de Gervinho.
Grecia tuvo su primera oportunidad cuando un disparo de José Cholevas, centrocampista nacido en Alemania, de madre uruguaya, se estrelló en el larguero en el minuto 33.
Los helenos pudieron marcar el segundo en el minuto 67, cuando Yorgos Karagounis estrelló el segundo balón de Grecia en el larguero.
Pero, pese a las ocasiones griegas, sería Costa de Marfil la que empataría en el minuto 73, sin que le sirviera de mucho.
"El guion es cruel pero los griegos no han robado la victoria. Por un minuto rozamos la hazaña, pero son los pequeños detalles de alto nivel los que hicieron la diferencia", señaló Lamouchi, que presentó su dimisión como seleccionador de Costa de Marfil.