Den offensive midtbanespiller fra RB Leipzig erstattede den skadede Pedri mod Tyskland tidligt i kvartfinalen og bidrog til begge Spaniens mål i den spændende 2-1-sejr efter forlænget spilletid.
Olmo scorede det første og lagde op til Mikel Merinos andet mål i en fremragende kamp i Stuttgart, og han er klar til at starte inde mod Frankrig i semifinalen på tirsdag.
I begyndelsen af gruppespillet, da Barcelonas playmaker Pedri var i form, valgte De la Fuente at bruge ham som holdets centrale kreatør frem for Olmo.
Tidligere har den teknisk begavede Olmo også opereret på venstrekanten for Spanien, men den livlige Athletic Bilbao-fløjspiller Nico Williams har vist sig at være udroppelig denne sommer.
I stedet har Olmo ventet tålmodigt på sine chancer og sørget for at gribe dem, først og fremmest i Spaniens tredje gruppespilskamp mod Albanien.
De vandt 1-0, og Olmo imponerede ved at lægge op til Ferran Torres ' eneste mål i kampen.
"Dani Olmo er en fremragende spiller, en fantastisk fodboldspiller, jeg værdsætter ham virkelig," sagde De la Fuente.
"Han tænker mere på holdet end på sig selv som individ."
Den alsidige playmaker scorede Spaniens fjerde mål i ottendedelsfinalen mod Georgien som indskifter, og da han kom ind i stedet for Pedri mod Tyskland efter bare otte minutter, skulle han ikke bruge tid på at vænne sig til tempoet i spillet.
Olmo fremtvang en god redning fra målmand Manuel Neuer, før han brød dødvandet med en klinisk afslutning efter 51 minutter.
Midtbanespilleren lagde derefter en farlig bold ind til Merino, som headede den i mål, da det netop så ud til, at kampen skulle afgøres i straffesparkskonkurrence.
"Kom med til semifinalen
"Jeg er udmattet, men jeg er så stolt af det fantastiske hold, vi har, og hvordan vi kæmpede til det sidste, det er utroligt, jeg er så glad," sagde Olmo, efter at han var blevet kåret til kampens spiller.
"Det er alles turnering, det er det, der betyder mest. Denne sejr er til (Pedri) og alle andre."
Pedri fik en forstuvning i knæet efter en hård tackling fra den tyske midtbaneveteran Toni Kroos og er ude resten af turneringen.
De la Fuente har holdt hele sin trup klar til at bidrage, og Olmo er det bedste eksempel på, at det har givet pote.
Pedri er ikke den eneste faste starter, som De la Fuente mangler til semifinalekampen mod Les Bleus i München.
Højrebacken Dani Carvajal blev udvist sent i den forlængede spilletid mod Tyskland, og Robin Le Normand er også suspenderet.
Nacho Fernandez og Jesus Navas er de mest sandsynlige kandidater til at erstatte dem, og træneren siger, at han har fuld tiltro til alle i sin trup.
"Jeg har 26 topspillere, som er klar til disse kampe, og hvis én er fraværende, vil en anden spille," forklarede han.
"Denne gruppe har enestående menneskelige og fodboldmæssige kvaliteter. Jeg ved, at de ikke vil svigte mig."
Det gjorde Olmo i hvert fald ikke mod Tyskland, selv om hans partner, der er født i Berlin, måske har en anden mening.
Didier Deschamps' kedelige, men solide Frankrig har vist sig at være svært at bryde ned indtil videre og har kun lukket ét mål ind i fem kampe, hvilket er den bedste statistik blandt de fire semifinalister.
Spanien er derimod det land, der scorer flest mål, og Olmos opgave er at hjælpe dem med at bryde den blå mur ned og føre La Roja til finalen i Berlin den 14. juli.