Förlust mot de regerande OS-mästarna skulle innebära att VM-äventyret tog slut för Australien.
På förhand var förutsättningarna inte optimala då lagets stjärnspelare, och lagkapten, Sam Kerr fortfarande saknades i startelvan.
Kerr skadade sig inför premiärmatchen mot Irland och har ännu inte kommit till spel i VM.
"Ett speciellt lag"
Men "The Matildas" var överlägsna och redan i den 58:e matchminuten hade man en 3–0-ledning.
På tilläggstid i andra halvleken var överkörningen ett faktum när värdnationen tilldelades straff och Steph Catley utan problem satte 4–0, vilket även blev matchens slutresultat.
– Det är något speciellt med detta lag. Jag hoppas andra förbundskaptener får vara med om det som jag varit med om, för det är unikt, säger Australiens förbundskapten Tony Gustavsson i Viaplays sändning.
Australiens vinst innebar att Kanadas VM-äventyr tog slut redan i gruppspelet.
– Det finns inga ord för vad vi känner just nu. Vi är chockade och besvikna. Vi har svikit Kanada, säger Sophie Schmidt.
Nigeria till åttondel
Det blev i stället, överraskande nog, Nigeria som tog en plats i åttondelen efter 0–0 mot Irland.
Nigeria slutade därmed tvåa i gruppen och kommer att möta ettan i grupp D i åttondelsfinalen på måndag nästa vecka. Australien, som vann gruppen kommer att få möta tvåan i grupp D samma dag.