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]