Juventus, med svenska landslagstrion Linda Sembrant, Lina Hurtig och Amanda Nildén, hade 2-1 att gå på inför kvällens returmöte i Frankrike.
Men laget lyckades inte förvalta det läget.
Lyons storstjärna Ada Hegerberg visade vägen med sitt 1-0-mål efter drygt en halvtimmes spel. Bara två minuter senare kom 2-0 för hemmalaget.
Matchen slutade 3-1 efter ett sent mål av Juventus.
Lyon ställs mot PSG i semifinalen.