Światowy nr 2 gra na trawie po raz pierwszy od czasu odpadnięcia w czwartej rundzie Wimbledonu w zeszłym roku, aklimatyzując się do nawierzchni, a zwycięstwo było jego najlepszym występem w tym tygodniu.
"Na trawie staram się poruszać lekko i dobrze" - powiedział Alcaraz BBC po meczu.
"Oglądałem najlepszych graczy na świecie, próbując ich trochę naśladować. I myślę, że dobrze mi poszło.
"Jestem facetem, który szybko się uczy... Gram na świetnym poziomie i czuję się naprawdę komfortowo grając na trawie".
Hiszpan w kolejnym spotkaniu zmierzy się z Amerykaninem Sebastianem Kordą, który pokonał Brytyjczyka Camerona Norrie 6-4 7-6(1), aby przedłużyć swój debiut w Queen's.
Siódmy rozstawiony Australijczyk Alex de Minaur był pierwszym zawodnikiem, który zapewnił sobie miejsce w półfinale, pokonując Adriana Mannarino z Francji 6-4 4-6 6-4.
De Minaur zmierzy się w sobotę z rozstawionym z numerem drugim Duńczykiem Holgerem Rune, po tym jak 20-latek pokonał Włocha Lorenzo Musettiego 6-4 7-5.
Alcaraz, który podpatrywał Andy'ego Murraya i Rogera Federera, aby poprawić swój tenis na trawie, miał 10 wygranych w pierwszym secie do czterech Dimitrowa, ale przegrywał z byłym mistrzem Queen's 0:3 w drugim, zanim znalazł swój rytm i wrócił do wygrywania.
"Oczywiście dwa wcześniejsze mecze (w piątek) bardzo mi pomogły" - powiedział Alcaraz.
W międzyczasie Korda komfortowo pokonał piątego rozstawionego Norrie w tiebreaku. Brytyjczyk popełnił podwójny błąd i przegrał 0:4.
"Gram naprawdę dobrze na trawie i czuję się naprawdę komfortowo" - powiedział Korda. "Po prostu dobrze się bawię".
"To świetne miejsce. W tym tygodniu grałem z kilkoma naprawdę dobrymi zawodnikami. Zdecydowanie się rozkręcam".
Rune przegrywał z Musettim 1:4 w pierwszym secie, zanim został poddany zabiegowi na prawym nadgarstku podczas przerwy medycznej. Następnie zawodnik nr 6 na świecie nie przegrał kolejnego gema w tym secie.
"To po prostu daje mi ogień w brzuchu, aby pokonać go jeszcze bardziej" - powiedział Rune. "Jestem bardzo szczęśliwy, że go pokonałem. To wspaniałe uczucie. Jestem w półfinale. On nie."