Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
28-åringen från Ballymena behöver ännu en seger i Rio för att vara säker på en medalj.
Det var en nära tävling men Donnelly, som vann brons på Samväldesspelen 2014, skuggade det på ett delat beslut.
Han kommer att kämpa världsmästare Mohammed Rabii av Marocko under de senaste åtta.
Det kommer att äga rum i Riocentro på lördag kl 16:15 BST.
Torsdagens tävling var Donnellys andra på spelen när han outpointade Zohir Kedache av Algeriet i sin inledande kamp på Riocentro.
"Det var inte så mycket press på mig som det var för den första kampen och jag tror att visade i min föreställning," sade Donnelly som avslutade med en illa-swollen vänster öga.
"Jag kände mig bekvämare när matchen fortsatte.
"Min nästa motståndare är världsmästare men jag tror på mig själv och allt är möjligt vid de olympiska spelen.
"Jag har stor tro på mig själv och kommer att ge det mitt allt."
Irlands Steven Donnelly har slagit Tuvshinbat Byamba of Mongolia på punkter för att nå kvartsfinalen av welterviktsdivisionen vid OS.