Magdalena Erikssons andra mål för säsongen kom i den 55:e minuten när hon nådde högst på en hörna i kvartsfinalen hemma mot Aston Villa.
Det satte an tonen för 3-1-segern som satt långt inne. 2-0-målet kom genom Ji So-yun med tio minuter kvar innan gästerna sedermera reducerade i slutminuterna. Emily Murphys 3-1-mål punkterade sedan tillställningen.
Chelsea är nu klart för semifinal i ligacupen där antingen Arsenal, Manchester City eller Manchester United väntar.
Landslagsspelaren Jonna Andersson satt på bänken hela matchen.