كانت مرحلة خروج المغلوب في كأس العالم 1962 هي المرحلة الثانية والأخيرة من البطولة، وتلت مرحلة المجموعات. انطلقت هذه المرحلة في 10 يونيو بمباريات ربع النهائي واختتمت في 17 يونيو 1962 بالمباراة النهائية التي أقيمت على ملعب خوليو مارتينيز برادانوس الوطني في سانتياغو. وقد تأهل الفريقان الأفضل في كل مجموعة (بإجمالي ثمانية فرق) إلى هذه المرحلة للتنافس بنظام خروج المغلوب، كما أقيمت مباراة لتحديد المركز الثالث بين الفريقين الخاسرين في نصف النهائي.
فازت البرازيل بالمباراة النهائية بنتيجة 3–1 على تشيكوسلوفاكيا، محققةً بذلك لقبها الثاني في كأس العالم.