Peringkat kalah mati Piala Dunia FIFA 2010 ialah peringkat kedua dan akhir bagi Piala Dunia FIFA 2010. Dua pasukan teratas daripada setiap kumpulan (16 pasukan kesemuanya) mara ke peringkat kedua untuk bertanding di dalam perlawanan kalah-mati. Pelawanan bagi tempat ketiga dan keempat akan diadakan antara dua pasukan yang kalah dalam perlawanan separuh akhir.
Dalam perlawanan kalah mati (termasuk perlawanan akhir), sekiranya masa permainan pada minit ke-90 masih seri, dua masa tambahan dengan sela masa 15 minit setiap satu akan diadakan. Sekira jaringan masih sama selepas masa tambahan, pemenang akan ditentukan melalui tendangan penalti.[1]
Pemain Terbaik Perlawanan: Robinho (Brazil)
Penolong pengadil: Darren Cann (England)
Mike Mullarkey (England)
Pengadil keempat: Martin Hansson (Sweden)
Pengadil kelima: Stefan Wittberg (Sweden)
Pada 3 Julai 2010, Jerman memusnahkan Argentina 4–0 di Stadium Cape Town, untuk mara ke separuh akhir.[13] Ia merupakan kali ketiga di dalam kejohanan itu yang pasukan Jerman telah menjaringkan empat gol di dalam satu perlawanan. Gol pertama Jerman telah dijaringkan oleh Thomas Müller dalam masa tiga minit perlawanan, dengan satu tandukan daripada satu tendangan percuma oleh Bastian Schweinsteiger. Awal separuh masa kedua, Argentina menekan Jerman dan hampir menjaringkan gol beberapa kali, namun Jerman menyerang balas pada minit ke-67, apabila Miroslav Klose membuat jaringan hasil hantaran Lukas Podolski. Gol ketiga Jerman datangnya daripada Arne Friedrich tujuh minit kemudian, sebelum Klose menjadikan kedudukan 4–0, menyepak bola ke jaring selepas mendapat hantaran silang daripada Mesut Özil.[14] Kekalahan 4–0 adalah kekalahan terbesar Argentina di Piala Dunia semenjak 1974.[15]
Pada 3 Julai 2010, Sepanyol menewaskan Paraguay 1–0, untuk menjamin tempat di separuh akhir di mana mereka akan bertemu Jerman. Ia merupakan kali pertama Sepanyol mara ke separuh akhir; manakala untuk Paraguay, suku akhir juga merupakan pencapaian terbaik negara itu.[17]
Pembantu pengadil: Héctor Vergara (Kanada)
Marvin Cesar Torrentera Rivera (Mexico)
Pegawai keempat: Marco Rodríguez (Mexico)
Pegawai kelima: José Luis Camargo (Mexico)
^ ab"Tactical Line-up – Last 16 Belanda -Slovakia"(PDF). FIFA.com. Fédération Internationale de Football Association. 28 Jun 2010. Dicapai pada 28 Jun 2010. Ralat petik: Tag <ref> tidak sah, nama "ned-svk_line-ups" digunakan secara berulang dengan kandungan yang berbeza
^ ab"Tactical Line-up – Third place play-off – Uruguay-Germany"(PDF). FIFA.com. Fédération Internationale de Football Association. 10 Julai 2010. Dicapai pada 10 Julai 2010. Ralat petik: Tag <ref> tidak sah, nama "uru-ger_line-ups" digunakan secara berulang dengan kandungan yang berbeza