Han vann med setsiffrorna 2–6, 7–5, 7–6.
Ruud hade inte lyckats besegra sin ryske motståndare på fem tidigare försök – men den trenden skulle han sätta stopp för.
– Det är en fin dag för mig. Det har varit ett speciellt år, och det är härligt att följa upp det med bra matcher här, säger han i segerintervjun.
Det började däremot inget vidare. Världsfemman Rubljov kopplade greppet omgående och tog hem första set med klara 6–2.
Ruud lyckades kvittera och tvinga fram ett tredje set – som blev en tät historia. Matchen avgjordes till slut i tiebreak där norrmannen var snäppet vassare.
Ruud kvalade in till den säsongsavslutande turneringen som förste norrman genom tiderna. Nu har han dessutom tagit sig vidare från gruppspelet.
I semifinalen väntar återigen ryskt motstånd, nämligen världstvåan Daniil Medvedev. Den matchen spelas i morgon, lördag.
Novak Djokovic, som var klar för semifinal sedan tidigare, tog sin tredje raka seger i turneringen mot britten Cameron Norrie. Den serbiske världsettan vann med 2–0 i set (6–2, 6–1). Han möter tysken Alexander Zverev i semifinal, även den matchen spelas i morgon.