Hemmafavoriten Gauff var illa ute under den första delen av matchen. Efter att ha förlorat första set var hon nära på att hamna i underläge direkt i inledningen av det andra, där Mertens hade flera chanser att bryta hennes serve.
Världssexan Gauff, som är en av favoriterna till att ta hem titeln, lyckades dock hålla undan och vände därefter på steken och vann setet med 6-3. Den avgörande akten blev en tämligen ensidig historia som det 19-åriga stjärnskottet tog hem med glasklara 6-0.
Vinsten innebär att Gauff nu är framme i åttondelsfinal där danska Caroline Wozniacki, som nyligen gjorde comeback efter drygt tre års frånvaro från tennisen, kommer att stå för motståndet.