Barcelona y Real Madrid estarán acompañados en la siguiente fase por Betis, que ganó en la prórroga 3-1 su duelo de vuelta con el Espanyol.
En los otros encuentros, el Getafe recibirá al Valencia la próxima semana, mientras el Espanyol se medirá al Betis.
Es el 19º tanto de Messi esta temporada, que lidera la clasificación de máximos goleadores de La Liga, con cuatro más que Luis Suárez, el delantero uruguayo del Barcelona que se quedó sin marcar este domingo.
El empate, que pone un 4-4 en el global de la eliminatoria, dio el pase al Girona merced al valor doble de los goles en campo contrario y deja fuera al Atlético, que siempre había alcanzado por los menos los cuartos en los últimos seis años.
El Real Madrid da así un paso adelante en su objetivo de superar los cuartos de final, una ronda en la que el año pasado se estrelló contra el Leganés.