I den andra semifinalen Salford Red Devils spela Wigan Warriors, den enda sidan utanför Super Leagues topp fyra kvar i tävlingen.
Hull var den sista sidan att bekräfta sin plats i de sista fyra, efter att ha besegrat Super League ledare Castleford 32-24 på söndag.
semifinalen äger rum på neutrala arenor den 28 och 29 juli.
Skrov FC är bara en plats och en punkt bakom Rhinos i Super League bordet, och Hull framåt Mark Minichiello berättade Rugby League Forum: "Det är ett tufft spel. Det är på neutral mark.
"De spelar riktigt bra just nu, de är ovanför oss i bordet, och de har fått sin mojo tillbaka.
"Det kommer att bli en stor utflykt och jag kan inte vänta på det. Det är två formulär lag som går på det i semifinalen."
Under tiden, förra säsongens Super League mästare Wigan är nere i åttonde, medan Salford, som bara upprätthöll sin top-flight status med en miljon Pound Game seger förra säsongen, är andra i tabellen.
Warriors full-back Sam Tomkins sa till BBC Sport: "Jag skulle inte säga Salford har överraskat mig den här säsongen, de har begåvade spelare.
"Med (broder) Logan Tomkins är där, jag talar med honom om vad de gör, de har en bra uppsättning upp.
"Det har tagit lite tid för Salford att verkligen få lite konsekvent form och de har det för tillfället."
Försvara mästare Hull FC kommer att spela Leeds Rhinos i semifinalen av Challenge Cup.