A Itália, que perdeu seu confronto com a Polônia, conseguiu a quarta vaga nas semis por ter sido a melhor entre as equipes derrotadas.
Os Estados Unidos agora enfrentam a Polônia por um lugar na final, enquanto a Grécia joga contra a Itália.
As semifinais vão ser jogadas em Sydney e começam na sexta-feira (6).
EUA 4x1 Grã Bretanha
Frances Tiafoe venceu a terceira partida seguida na temporada e desbancou o britânico Dan Evans com parciais de 3-6, 7-5 e 6-3.
Jessica Pegula derrotou Harriet Dart por 6-2 e 6-0 em apenas 57 minutos, Madison Keys passou por Katie Swan com um 2-6, 6-3 e 6-4 e a dupla mista com Taylor Fritz e Pegula venceu Dart e Evans com um duplo 6-4.
A única vitória dos britânicos sobre os americanos em Sydney foi com Cameron Norrie, que sofreu para fazer 6-4, 5-7 e 6-4 em Taylor Fritz, número nove do mundo.
Polônia 3x2 Itália
O embate entre italianos e poloneses em Brisbane foi decidido na partida de duplas. Iga Swiatek e Hubert Hurkacz venceram Lorenzo Musetti e Camilla Rosatello por 6-1 e 6-2 e desempataram o confronto para a Polônia.
Swiatek e Magda Linette venceram suas partidas de simples, enquanto Hurkacz e Daniel Michalski foram derrotados por Musetti e Matteo Berrettini.
"É ainda melhor vencer em equipe do que como simples. Estou tão feliz por termos feito isso juntos e o esforço de equipe valeu a pena", disse Swiatek.
Grécia 3x2 Croácia
Após três derrotas seguidas para Borna Coric, o grego Stefanos Tsitsipas quebrou o tabu e derrotou o rival croata por 6-0, 6-7(4) e 7-5 na United Cup.
Mas Borna Gojo venceu Stefanos Sakellaridis por 6-4 e 6-2 e levou o confronto de Perth para o decisivo jogo de duplas depois da vitória de Maria Sakkari em cima de Petra Martic (duplo 6-3) e de Donna Vekic sobre Despina Papamichail (6-2 e 6-0).
Na partida de duplas mistas, Tsitsipas e Sakkari superaram Martic e Gojo por 2 a 1 (parciais de 7-6 e 6-4).