Antonio Cassano och Mario Balotelli gjorde målen när Italien tog sig till kvartsfinal.
-Jag är väldigt glad över vår insats, sade förbundskaptenen Cesare Prandelli.
Något "due-due"-resultat mellan Kroatien och Spanien var aldrig nära. Tack vare Spaniens seger var avancemanget helt upp till italienarna själva - seger mot Irland i måndagens match i Poznan skulle bära "gli azzurri" till kvartsfinal i fotbolls-EM.
I 35:e minuten mötte Antonio Cassano en hörna vid första stolpen, och via Milananfallarens axel orkade bollen med nöd och näppe över mållinjen. 1-0 till Italien i halvtid - välförtjänt efter 45 minuter där italienarna hade 65 procent av bollinnehavet och hade totalt 10-1 i avslut.
Irländarna lyckades skapa några få halvchanser i andra halvlek, men i stället dunkade inhopparen Mario Balotelli in 2-0 på hörna i slutminuten.
Italien slutade därmed tvåa i grupp C och ställs i söndagens kvartsfinal i Kiev mot segraren i Sveriges grupp, det vill säga Frankrike, England eller Ukraina.
Dagens dåliga nyhet för Italien var skadan på mittbacken Giorgio Chiellini.
-Vi är väldigt ledsna, sade Prandelli på presskonferensen.
-Men vi hoppas att han kommer tillbaka.