Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Försvarsmästare Watson och Henri Kontinen slog andra frön Bruno Soares och Elena Vesnina 6-4 6-7 (6-8) 6-3.
Murray och Martina Hingis övervann Marcelo Demoliner och Maria Jose Martinez Sanchez 6-2 7-5.
Den nummer ett frön bröt oseeded par tre gånger i en ensidig öppning som innan bryta i 11: e spelet i den andra uppsättningen på väg till seger.
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Watson och Kontinen hade 14 chanser att bryta sina motståndare i den inledande uppsättningen av deras match, slutligen konvertera en i den nionde matchen i den första uppsättningen.
Den andra uppsättningen var en stramare affär. Återigen, 2016 mästare hade flera möjligheter att bryta, men slösade bort dem innan kommer unstuck i slips-break.
Men de tog full fördel av sina chanser i den beslutande när de bröt i den fjärde matchen innan de går vidare för att säkra en andra på varandra följande framträdande i finalen.
Heather Watson kommer att möta Briton Jamie Murray i söndags Wimbledon blandade dubbla finalen.