2002 FIFAワールドカップの決勝トーナメント（ノックアウトステージ）は、8組のグループステージの上位2チーム（合計16チーム）が進出し、シングルエリミネーションスタイルのトーナメントを行う。
以下、表記時刻はすべて日本標準時または韓国標準時（共にUTC+9）。
フォーマット 決勝トーナメントでは、90分（前後半45分）が終了しても同点の場合は、30分(前後半15分）の延長戦を実施する。延長戦はゴールデンゴール方式を採用し、どちらかの得点があった場合はその時点で試合終了となる。延長戦後も同点の場合はPK戦によって勝者を決定する。
進出チーム 8つのグループのそれぞれ上位2チームが決勝トーナメントに進出する。
決勝トーナメントでは、どの国もラウンド16から準決勝までは同じ国で対戦するように組み合わせが設定されたが、ラウンド16の組み合わせが全てグループA-D（韓国で対戦）とグループE-H（日本で対戦）の組み合わせとなったことから、16ヶ国中8ヶ国はグループステージ終了後に日本から韓国へ（或いはその逆）の移動が必要となった。 グループグループ1位グループ2位ABCDEFGH
トーナメント表
ラウンド16 ドイツ vs パラグアイ
GK1オリバー・カーン RB22トルステン・フリンクスCB3マルコ・レーマーCB2トーマス・リンケLB21クリストフ・メッツェルダーRM19ベルント・シュナイダーCM16イェンス・イェレミースCM13ミヒャエル・バラックLM17マルコ・ボーデCF7オリバー・ノイビルCF11ミロスラフ・クローゼ交代出場:MF15セバスティアン・ケールDF4フランク・バウマンFW14ゲーラルド・アサモア監督ルディ・フェラーGK1ホセ・ルイス・チラベルト RB2フランシスコ・アルセCB18フリオ・セサル・カセレスCB5セルソ・アジャラCB4カルロス・ガマーラLB21デニス・カニサCM15カルロス・ボネットCM10ロベルト・アクーニャCM6エスタニスラオ・ストルウェイCF20ホセ・カルドーソCF9ロケ・サンタ・クルス交代出場:FW11ホルヘ・ルイス・カンポスMF14ディエゴ・ガビランFW23ネルソン・クエバス監督 チェーザレ・マルディーニ マン・オブ・マッチ イェンス・イェレミース
副審 カーティス・チャールズ ドラマーヌ・ダンテ 第4の審判員
デンマーク vs イングランド
GK1トーマス・セーレンセンRB6トーマス・ヘルヴェグCB4マルティン・ラウルセンCB3レネ・ヘンリクセン LB12ニクラス・イェンセンCM2スティグ・テフティンCM7トーマス・グラヴェセンRW19デニス・ロンメダールAM9ヨン・ダール・トマソンLW8イェスパー・グレンケアCF11エッベ・サンド交代出場:DF20キャスパー・ベゲルンドMF14クラウス・イェンセン監督モアテン・オルセンGK1デビッド・シーマンRB2ダニー・ミルズCB5リオ・ファーディナンドCB6ソル・キャンベルLB3アシュリー・コールRM7デビッド・ベッカム CM8ポール・スコールズCM21ニッキー・バットLM4トレヴァー・シンクレアCF11エミール・ヘスキーCF10マイケル・オーウェン交代出場:FW9ロビー・ファウラーMF23キーロン・ダイアーFW17テディ・シェリンガム監督 スヴェン＝ゴラン・エリクソン マン・オブ・マッチ リオ・ファーディナンド
副審 ハイナー・ミュラー エヴゼン・アムラー 第4の審判員
スウェーデン vs セネガル
GK1マグヌス・ヘドマンRB2オロフ・メルベリCB15アンドレアス・ヤコブソンCB4ヨハン・ミャルビー LB16テディ・ルチッチRM7ニクラス・アレクサンデションCM8アンデシュ・スヴェンソンCM6トビアス・リンデロートLM17マグヌス・スヴェンソンCF10マルクス・アルベックCF11ヘンリク・ラーション交代出場:FW22アンドレアス・アンデションFW21ズラタン・イブラヒモビッチMF18マティアス・ヨンソン監督ラーシュ・ラーゲルベック / トミー・セデベリGK1トニー・シルヴァRB17フェルディナンド・コリーCB13ラミネ・ディアッタCB4パペ・マリク・ディオップLB2オマール・ダフCM19パパ・ブバ・ディオプCM6アリウ・シセ CM12アムディ・ファイェRF7アンリ・カマラCF18パペ・ティアウLF11エル＝ハッジ・ディウフ交代出場:DF21ハビブ・ベイェ監督 ブルーノ・メツ マン・オブ・マッチ アンリ・カマラ
副審
第4の審判員 カルロス・エウジェニオ・シモン
スペイン vs アイルランド
GK1イケル・カシージャスRB5カルレス・プジョルCB6フェルナンド・イエロ CB4イバン・エルゲラLB3フアンフランRM21ルイス・エンリケCM8ルベン・バラハCM17フアン・カルロス・バレロンLM11ハビエル・デ・ペドロCF7ラウルCF9フェルナンド・モリエンテス交代出場:MF16ガイスカ・メンディエタMF14ダビド・アルベルダFW12アルベルト・ルケ監督ホセ・アントニオ・カマーチョGK1シェイ・ギヴンRB2スティーヴ・フィナンCB14ギャリー・ブリーンCB5スティーヴ・ストーントン LB3イアン・ハートRM18ギャリー・ケリーCM12マーク・キンセラCM8マット・ホランドLM11ケヴィン・キルバーンCF9ダミアン・ダフCF10ロビー・キーン交代出場:DF4ケニー・カニンガムFW17ナイアル・クインFW13デヴィッド・コノリー監督ミック・マッカーシー マン・オブ・マッチ イケル・カシージャス
副審 レイフ・リンドバーグ
第4の審判員
メキシコ vs アメリカ
GK1オスカル・ペレス (1973年生のサッカー選手)CB5マヌエル・ビドリオCB4ラファエル・マルケス CB16サルバドール・カルモナRM21ヘスース・アレジャーノCM18ホアン・ロドリゲスCM6ヘラルド・トラードCM11ブラウリオ・ルナLM7ラモン・モラレスCF9ハレド・ボルヘッティCF10クアウテモク・ブランコ交代出場:FW15ルイス・エルナンデスMF13シヒフレド・メルカードMF8アルベルト・ガルシア・アスペ監督ハビエル・アギーレGK1ブラッド・フリーデルCB22トニー・サネーCB23エディ・ポープCB3グレッグ・バーホルターRM10クラウディオ・レイナ CM4パブロ・マストローニCM21ランドン・ドノバンCM5ジョン・オブライエンLM7エディ・ルイスCF15ジョシュ・ウォルフCF20ブライアン・マクブライド交代出場:MF8アーニー・スチュワートMF13コビ・ジョーンズDF16カルロス・ラモサ監督ブルース・アリーナ マン・オブ・マッチ ランドン・ドノバン
副審 カルロス・マトス
第4の審判員
ブラジル vs ベルギー
GK1マルコスCB3ルシオCB4ロッキ・ジュニオールCB5エジミウソンRWB2カフー LWB6ロベルト・カルロスCM19ジュニーニョ・パウリスタCM8ジウベルト・シウバAM11ロナウジーニョAM10リバウドCF9ロナウド交代出場:MF17デニウソンMF15クレベルソンMF7リカルジーニョ監督ルイス・フェリペ・スコラーリGK1ヘールト・デ・フリーガーRB15ジャッキー・ピータースCB16ダニエル・ファン・ブイテンCB6ティミー・シモンスLB5ニコ・ファン・ケルクホーフェンRM22ムボ・ムペンザCM18イヴ・ファンデルヘーゲCM10ヨハン・ワレムLM8バルト・ホールCF11ヘルト・ヴェルハイエンCF7マルク・ヴィルモッツ 交代出場:FW9ヴェスレイ・ソンク監督ロベール・ヴァサイジュ マン・オブ・マッチ リバウド 副審 ユーリ・デュパノフ モハマド・サイード 第4の審判員 上川徹
日本 vs トルコ
GK12楢﨑正剛CB3松田直樹CB17宮本恒靖 CB16中田浩二RM20明神智和CM21戸田和幸CM7中田英寿CM5稲本潤一LM18小野伸二CF9西澤明訓CF14三都主アレサンドロ交代出場:FW11鈴木隆行MF22市川大祐MF8森島寛晃監督 フィリップ・トルシエGK1リュシュテュ・レチベルRB5アルパイ・オザランCB3ビュレント・コルクマズLB20ハカン・ウンサルCM4ファティフ・アキイェルCM8トゥガイ・ケリモールCM18エルギュン・ペンベRW22ウミト・ダヴァラAM10ユルドゥライ・バシュテュルクLW11ハサン・シャシュCF9ハカン・シュキュル 交代出場:MF15ニハト・カフヴェジFW14タイフル・ハヴチュFW17イルハン・マンスズ監督シェノル・ギュネシュ マン・オブ・マッチ アルパイ・オザラン
副審 マチェイ・ヴィエルツボウスキ ポール・スミス 第4の審判員 グラハム・ポール
韓国 vs イタリア この試合は、主審のバイロン・モレノの複数のジャッジが物議を醸した。
前半5分にはイタリアDFクリスティアン・パヌッチがペナルティエリア内で韓国FW薛琦鉉を倒したとしてペナルティーキックの判定を与え（これは安貞桓のキックをジャンルイジ・ブッフォンが防いで得点ならず）、後半27分には韓国FW黄善洪がイタリアMFジャンルカ・ザンブロッタの臀部に足裏を見せるレッドカードに相当するようなタックルをした（このプレーでザンブロッタは交代を余儀なくされた）ものの黄善洪に警告すら出さず、延長前半15分にはイタリアFWフランチェスコ・トッティがペナルティエリア内で相手に倒されたプレーを「トッティのシミュレーション」と判断して2枚目のイエローカードを提示、さらには延長後半5分にはイタリアMFダミアーノ・トンマージがゴールデンゴールを挙げたように見えたプレーをオフサイドの判定で取り消し、最終的に韓国FW安貞桓のゴールデンゴールで韓国がイタリアを破りアジア勢36年ぶりの準々決勝進出をもたらす結末となった。
イタリアに不利になるジャッジが立て続けに続いた内容（特にトッティへの2枚目のイエローカード判定）は試合直後から猛烈に批判され、イタリアを意図的に敗退させる為のジャッジだったのではないかとの声が挙がったほか、監督のジョバンニ・トラパットーニは主催国の一方がトーナメントに残るように企てられたFIFAによる陰謀ではないかとの発言を残している。FIFA会長のゼップ・ブラッターはトンマージのオフサイド判定は副審による「事故」のようなものだとしてモレノのジャッジを批判したものの、「イタリアが敗退したのは、主審や副審が意図的ではなく人為的なミスを犯したからだけではない。イタリアは守備と攻撃の両方でミスを犯した」と述べてFIFAによる陰謀論を否定している。
トッティへの2枚目のイエローカードと、トンマージのオフサイド判定についてはFIFAが設立100周年を記念して企画されたDVD「FIFA FEVER」内でワールドカップ史上に残る誤審10選の2つに取り上げられているが、モレノ自身は2022年4月のガゼッタ・デロ・スポルトによるインタビューで、自身の明確なミスジャッジは黄善洪にレッドカードを出さなかったことだけだったとした上で「（この試合の）自己採点をするなら（10点満点で）8.5」「韓国対イタリア戦は、レフェリー人生最高の試合の1つ」と述べている。
GK1李雲在CB4崔眞喆CB20洪明甫 CB7金泰映RM22宋鐘國CM6柳想鐵CM5金南一LM10李榮杓RF21朴智星CF19安貞桓LF9薛琦鉉交代出場:FW18黄善洪FW14李天秀FW16車ドゥリ監督 フース・ヒディンクGK1ジャンルイジ・ブッフォンRB2クリスティアン・パヌッチCB15マルク・ユリアーノCB3パオロ・マルディーニ LB4フランチェスコ・ココRM19ジャンルカ・ザンブロッタCM17ダミアーノ・トンマージLM6クリスティアーノ・ザネッティAM10フランチェスコ・トッティCF21クリスティアン・ヴィエリCF7アレッサンドロ・デル・ピエロ交代出場:MF8ジェンナーロ・ガットゥーゾMF16アンジェロ・ディ・リービオ監督ジョバンニ・トラパットーニ マン・オブ・マッチ 安貞桓
副審 ホルヘ・ラッタリーノ フェレンツ・セーケイ 第4の審判員
準々決勝 イングランド vs ブラジル
GK1デビッド・シーマンRB2ダニー・ミルズCB5リオ・ファーディナンドCB6ソル・キャンベルLB3アシュリー・コールRM7デビッド・ベッカム CM21ニッキー・バットCM8ポール・スコールズLM4トレヴァー・シンクレアCF10マイケル・オーウェンCF11エミール・ヘスキー交代出場:MF23キーロン・ダイアーFW20ダリウス・ヴァッセルFW17テディ・シェリンガム監督 スヴェン＝ゴラン・エリクソンGK1マルコスCB3ルシオCB5エジミウソンCB4ロッキ・ジュニオールRWB2カフー LWB6ロベルト・カルロスCM15クレベルソンCM8ジウベルト・シウバAM11ロナウジーニョAM10リバウドCF9ロナウド交代出場:FW20エジウソン監督ルイス・フェリペ・スコラーリ マン・オブ・マッチ リバウド
副審
モバメド・サイード 第4の審判員 アリ・ブジサイム
ドイツ vs アメリカ
GK1オリバー・カーン CB2トーマス・リンケCB15セバスティアン・ケールCB21クリストフ・メッツェルダーRM22トルステン・フリンクスCM19ベルント・シュナイダーCM8ディートマー・ハマンLM6クリスティアン・ツィーゲAM13ミヒャエル・バラックCF7オリバー・ノイビルCF11ミロスラフ・クローゼ交代出場:MF16イェンス・イェレミースMF17マルコ・ボーデFW20オリバー・ビアホフ監督ルディ・フェラーGK1ブラッド・フリーデルCB22トニー・サネーCB23エディ・ポープCB3グレッグ・バーホルターDM4パブロ・マストローニRM2フランキー・ヘイダックCM10クラウディオ・レイナ CM5ジョン・オブライエンLM7エディ・ルイスCF20ブライアン・マクブライドCF21ランドン・ドノバン交代出場:FW11クリント・マティスMF13コビ・ジョーンズMF8アーニー・スチュワート監督ブルース・アリーナ マン・オブ・マッチ クラウディオ・レイナ
副審 フィリップ・シャープ アリ・アル・タリフィ 第4の審判員 マーク・シールド
スペイン vs 韓国 この試合は、ガマル・ガンドゥール率いる審判団の下した2つのゴール取り消し判定が試合結果に大きな影響を及ぼした。
後半3分、スペインのフリーキックをMFルベン・バラハが合わせてゴールを決めたかのように見えたが、ガンドゥールはスペインにシャツを引っ張った行為があったとしてゴールを取り消し。さらに延長前半2分には右サイドを突破したFWホアキン・サンチェスのクロスからFWフェルナンド・モリエンテスがヘディングシュートを決めたかのように見えたが、今度はホアキンのクロスの前にボールがゴールラインを割っていたとして再びゴールを取り消す（リプレイ映像を見る限り、ボールはゴールラインを割っているように見えなかった）。この結果、試合は延長を含めた120分間でスコアレスに終わり、PK戦の末韓国が準決勝進出を決めた。試合後、スペインFWイバン・エルゲラは激昂して「ここで起こったことは（審判団による）強盗だ」と叫びながら審判団に詰め寄り、仲間に引き留められる事態となった。
韓国が決勝トーナメントで2試合続けて「疑惑の判定」で勝ち上がったことについて、デイリー・テレグラフは記事の冒頭で「警告: 韓国を応援するな。彼らにはワールドカップの準決勝に出場する権利はない」「記録は嘘で、この大会は茶番劇に堕ちた」と激しい論調で断じた。また、試合から19年後の2021年6月22日にはスペインのスポーツ紙「AS」の公式Instagramが「19年前の今日、スペインは物議を醸しているアル＝ガンドゥールの判定により韓国のW杯で敗退した」との文章を添えてこの試合の写真3枚を投稿すると、多くの反響が寄せられた。なお、この試合の2つのゴール取り消し判定もFIFA設立100周年記念DVD「FIFA FEVER」内でワールドカップ史上に残る誤審10選の2つに取り上げられている
GK1イケル・カシージャスRB5カルレス・プジョルCB6フェルナンド・イエロ CB20ミゲル・アンヘル・ナダルLB15エンリケ・ロメロRM22ホアキン・サンチェスCM4イバン・エルゲラCM17フアン・カルロス・バレロンCM8ルベン・バラハLM11ハビエル・デ・ペドロCF9フェルナンド・モリエンテス交代出場:MF16ガイスカ・メンディエタMF21ルイス・エンリケMF19シャビ監督ホセ・アントニオ・カマーチョGK1李雲在CB4崔眞喆CB20洪明甫 CB7金泰映RM22宋鐘國CM5金南一CM6柳想鐵LM10李榮杓RF21朴智星CF19安貞桓LF9薛琦鉉交代出場:MF13李乙容FW14李天秀FW18黄善洪監督 フース・ヒディンク マン・オブ・マッチ 李雲在
副審 アリ・トムサンゲ マイケル・ラグーナス 第4の審判員
セネガル vs トルコ
GK1トニー・シルヴァRB17フェルディナンド・コリーCB13ラミネ・ディアッタCB4パペ・マリク・ディオップLB2オマール・ダフCM19パパ・ブバ・ディオプCM6アリウ・シセ CM15サリフ・ディアオRF7アンリ・カマラCF11エル＝ハッジ・ディウフLF10カリロウ・ファディガ監督 ブルーノ・メツGK1リュシュテュ・レチベルRB4ファティフ・アキイェルCB5アルパイ・オザランCB3ビュレント・コルクマズLB18エルギュン・ペンベRM22ウミト・ダヴァラCM8トゥガイ・ケリモールLM21エムレ・ベロゾールAM10ユルドゥライ・バシュテュルクAM11ハサン・シャシュCF9ハカン・シュキュル 交代出場:FW17イルハン・マンスズFW6アリフ・エルデム監督シェノル・ギュネシュ マン・オブ・マッチ ハサン・シャシュ
副審 ホルヘ・ラタリーノ ミゲル・ジャコムッツィ 第4の審判員
準決勝 ドイツ vs 韓国
GK1オリバー・カーン RB22トルステン・フリンクスCB5カルステン・ラメロウCB2トーマス・リンケLB21クリストフ・メッツェルダーRM19ベルント・シュナイダーCM8ディートマー・ハマンCM13ミヒャエル・バラックLM17マルコ・ボーデCF11ミロスラフ・クローゼCF7オリバー・ノイビル交代出場:FW20オリバー・ビアホフMF16イェンス・イェレミースFW14ゲーラルド・アサモア監督ルディ・フェラーGK1李雲在CB4崔眞喆CB20洪明甫 CB7金泰映RM22宋鐘國CM6柳想鐵CM21朴智星LM10李榮杓RF16車ドゥリCF18黄善洪LF14李天秀交代出場:FW19安貞桓DF15李敏成FW9薛琦鉉監督 フース・ヒディンク マン・オブ・マッチ ミヒャエル・バラック
副審 フレデリック・アルノー エヴゼン・アムラー 第4の審判員
ブラジル vs トルコ
GK1マルコスCB3ルシオCB4ロッキ・ジュニオールCB5エジミウソンRM2カフー CM15クレベルソンCM8ジウベルト・シウバLM6ロベルト・カルロスRF20エジウソンCF9ロナウドLF10リバウド交代出場:FW21ルイゾンMF17デニウソンDF13ベレッチ監督ルイス・フェリペ・スコラーリGK1リュシュテュ・レチベルRB4ファティフ・アキイェルCB5アルパイ・オザランCB3ビュレント・コルクマズLB18エルギュン・ペンベDM8トゥガイ・ケリモールRM22ウミト・ダヴァラCM10ユルドゥライ・バシュテュルクLM21エムレ・ベロゾールCF11ハサン・シャシュCF9ハカン・シュキュル 交代出場:FW17イルハン・マンスズMF13ムジー・イゼットFW6アリフ・エルデム監督シェノル・ギュネシュ マン・オブ・マッチ ロナウド
副審 マチェイ・ヴィエジュボフスキ イゴール・シュラムカ 第4の審判員
3位決定戦
GK1李雲在CB6柳想鐵CB20洪明甫 CB15李敏成RM22宋鐘國CM21朴智星CM10李榮杓LM13李乙容RF9薛琦鉉CF19安貞桓LF14李天秀交代出場:DF7金泰映FW16車ドゥリMF8崔兌旭監督 フース・ヒディンクGK1リュシュテュ・レチベルRB4ファティフ・アキイェルCB5アルパイ・オザランCB3ビュレント・コルクマズLB18エルギュン・ペンベRM22ウミト・ダヴァラCM8トゥガイ・ケリモールCM10ユルドゥライ・バシュテュルクLM21エムレ・ベロゾールCF9ハカン・シュキュル CF17イルハン・マンスズ交代出場:MF20ハカン・ウンサルMF7オカン・ブルクMF14タイフル・ハヴチュ監督シェノル・ギュネシュ マン・オブ・マッチ ハカン・シュキュル
副審 アリ・アル・タリフィ ヘクター・ベルガラ 第4の審判員
決勝
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