Arthur Fils, 21e joueur mondial âgé de 20 ans, atteint les 1/8 de finale d'un Masters 1000 pour la deuxième fois après Paris-Bercy l'an passé.
Dimanche, il a d'abord été nettement dominé par Musetti avant d'équilibrer les débats dans le 2e set.
Il a réussi un jeu brillant pour prendre le service de l'Italien et mener 3-2, avant que son adversaire ne fasse appel à un médecin à 4-3 pour bander son mollet droit.
A 6-5 pour l'Italien, Fils a sauvé une balle de match sur son service d'un puissant coup droit suivi d'une belle volée, avant de dominer le tie-break.
Le Français a ensuite réussi le break décisif à 5-3 dans la dernière manche.
"Ce n'était pas facile j'ai dû me battre, c'était un match sympa dans une grande atmosphère", a-t-il réagi sur le court.
Fils afrontera au prochain tour un adversaire moins bien classé, l'Américain Marcos Giron (48e), tombeur de Casper Ruud (5e) puis d'Alexei Popyrin (27e) à Indian Wells.