Storbritannia startet dagen med en fordel på 2-0 i uavgjort, delvis takket være Cameron Norries seier over Rafael Nadal på lørdag, men en syk Paula Badosa brakte Spania tilbake til kamp da de trakk på krampene i beina for å slå Harriet Dart 6-7(6), 7-6(4), 6-1.
Evans, som ble frisk etter sykdom for å delta i 15 millioner dollar-arrangementet, viste deretter sine kampferdigheter for å beseire Ramos-Vinolas – en sen erstatning for Pablo Carreno Busta – og hjelpe Storbritannia med å dominere gruppe D.
De skal nå møte vinnerne av gruppe C bestående av USA, Tsjekkia og Tyskland i «City Final» på Sydneys Ken Rosewall Arena onsdag.
Spania møter neste gang Australia, som er uten Ajla Tomljanovic etter å ha trukket seg fra turneringen for å komme seg etter et mindre kneproblem før Australian Open 16.-29. januar. Nick Kyrgios er også utilgjengelig mens han forbereder seg til majoren.
Petra Kvitova tidligere slått Laura Siegemund 6-4, 6-2 for sin andre strake seier i turneringen da tsjekkerne sikret en 3-0 ledelse i uavgjort mot Tyskland.
Oscar Otte ga Tyskland sin første seier ved å slå Dalibor Svrcina 7-6(1), 6-2 før Siegemund og Alexander Zverev slo seg sammen for nok en trøsteseier over Marie Bouzkova og Jiri Lehecka 6-4, 7-6(1).
Tsjekkerne har én seier og ett tap fra to uavgjorte etter deres round-robin-tap mot USA, som neste gang møter Tyskland i gruppe C.
Bulgarerne Alexandar Lazarov og Isabella Shinikova vant tidenes første United Cup mixed double tiebreaker i Perth, og sparte matchpoeng for å slå belgiske David Goffin og Elise Mertens for en 3-2 gruppe A-triumf.
Casper Ruud beseglet Norges eneste seier i deres 4-1 gruppe E-tap mot Brasil, og slo Thiago Monteiro 6-3, 6-2. Polen slo Kasakhstan 3-1 i gruppe B, med Hubert Hurkacz og Magda Linette som vant sine kamper i Brisbane.
Kroatia avsluttet Argentinas sjanser til å avansere fra Perth, og tok en 3-0 ledelse for å gi dem et andre tap på rad i gruppe F.
United Cup spilles i tre byer med to gruppevinnere fra hvert møtested for å avgjøre hvem som når de fire siste etappene.
Den fjerde semifinalisten blir den andre i «byfinalen» med best resultat av sine tre kamper. Sydney arrangerer finalen 8. januar.
«Typisk zombieaholic. Generell twitterfanatiker. Matfanatiker. Gamer. Unapologetisk analytiker.»