Sverige inledde målskyttet i den första perioden då Mattias Hävelid satte 1-0 i powerplay.
USA kom sedan tillbaka till 1-1, men bara 43 sekunder efter kvitteringsmålet sköt Fabian Lysell in 2-1 till Sverige.
I den avslutande perioden gick man ifrån rejält. Ett tidigt mål av Lysell, hans andra mål i matchen, gav Sverige ledningen med 3-1.
USA hämtade sig inte efter det och Sverige kunde gå ifrån till en 4-1 ledning. Ett mål av vardera lag under matchens sista två minuter fastställde siffrorna till 5-2. Sveriges målvakt Carl Lindbom räddade hela 31 av 33 skott.
– Det var vår bästa match hittills. Sättet som vi höll ihop som lag och stödet vi gav varandra var fantastiskt. Nu gäller det att ha samma energi och lagkänsla inför semifinalen, säger kaptenen Liam Dower Nilsson till Internationella ishockeyförbundet.
Sverige är därmed vidare till semifinal i U18-VM. Där väntar Kanada, som tidigare besegrat Sverige med hela 12-1.
Semifinalen mellan Sverige och Kanada sänds på SVT2 på onsdag 5 maj med start klockan 23.00.
ARKIV: Småkronorna krossade Lettland med 7-0 (2 maj)