Italienskan Palmisano vann loppet framför lagkamraten Trapletti. Bronset såg ut att gå till spanjorskan Laura Garcia-Caro, som tog en spansk flagga och knöt näven strax före mål.
Då kom en starkt spurtande Lyudmila Olyanovska och gick förbi en meter före mållinjen. Bronset gick därmed till Ukraina.
– Snacka om att ta ut medaljen i förskott, säger SVT:s expert Alhaji Jeng.
Friidrotts-EM sänds i SVT och pågår fram till 12 juni.