La derrota de Hurkacz deja al polaco prácticamente fuera de las Finales ATP de final de temporada.
Sólo dos de las ocho plazas para la cita de Turín siguen abiertas, con Alexander Zverev y Holger Rune en primera posición para hacerse con ellas.
Dimitrov, tras demostrar que vuelve a estar en plena forma, se enfrentará por un puesto en la final de París a Stefanos Tsitsipas, séptimo cabeza de serie, que ha derrotado con claridad a Karen Khachanov, 16º (6-3 y 6-4).
En las últimas semanas, el búlgaro de 32 años ha alcanzado las semifinales en Chengdu, los cuartos de final en Pekín y las semifinales del Masters 1000 de Shanghai.
Su camino hasta las semifinales del torneo indoor de París incluyó una sorprendente victoria en segunda ronda ante el número tres del mundo, Daniil Medvedev.
Dimitrov alcanzó por última vez las semifinales en París en 2019, cuando perdió ante Novak Djokovic.
El serbio se enfrenta a Holger Rune en cuartos de final más tarde el viernes.