En la segunda fase de la Copa Sudamericana 2011 participaron treinta equipos, de los cuales ocho provenían de la primera fase. Cada llave se disputó en dos partidos; cada cuadro jugó una vez de local, de manera que aquel que obtuviera más goles a lo largo de los dos encuentros clasificaría a los octavos de final. En caso de empate en el total de goles, se aplicó la regla del gol de visitante y si aún persistiese el empate se realizó una tanda de penales, sin prórroga previa.

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Vélez Sarsfield 4 0 4

Arg. Juniors 0 0 0

Nacional 0 0 0

U. de Chile 3 1 2

Palmeiras 3 0 3

Vasco 3 2 1

Libertad 2 1 1

La Equidad 0 0 0

Universitario 4 2 2

D. Anzoátegui 1 1 0

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Estudiantes 1 0 1

Arsenal 2 2 0

Deportivo Cali 2 (5) 1 1

Santa Fe 2 (6) 1 1

Botafogo 3 2 1

Atl. Mineiro 1 1 0

Emelec 2 1 1

Olimpia 4 2 2

Godoy Cruz 2 2 0

Lanús 2 2 0

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Trujillanos 1 1 0

Liga de Quito 5 4 1

São Paulo 4 1 3

Ceará 2 2 0

Aurora 6 1 5

Nacional 3 1 2

A. Paranaense 0 0 0

Flamengo 2 1 1

Dep. Iquique 1 1 0

U. Católica 2 2 0

8 de septiembre de 2011	Vélez Sarsfield	4:0 (1:0)	Argentinos Juniors	Estadio José Amalfitani, Buenos Aires
	G. Franco  23' A. Fernández  55' Martínez  74' (p) Canteros  84'	Reporte		Árbitro: Sergio Pezzotta (Argentina)

13 de septiembre de 2011	Universidad de Chile	1:0 (0:0)	Nacional	Estadio Nacional, Santiago
	Vargas  59'	Reporte		Árbitro: Paulo César de Oliveira (Brasil)

21 de septiembre de 2011	Nacional	0:2 (0:2)	Universidad de Chile	Estadio Gran Parque Central, Montevideo
		Reporte	Vargas  11' Rodríguez  12'	Árbitro: Antonio Arias (Paraguay)
• El partido fue suspendido al minuto 46 por agresión al árbitro asistente. Conmebol decidió dar por terminado el partido, con triunfo de Universidad de Chile por 2-0.

11 de agosto de 2011	Vasco da Gama	2:0 (1:0)	Palmeiras	Estadio São Januário, Río de Janeiro
	Diego Souza  42' Elton  79'	Reporte		Árbitro: Leandro Vuaden (Brasil)

25 de agosto de 2011	Palmeiras	3:1 (1:0)	Vasco da Gama	Estadio Pacaembú, São Paulo
	Luan  13' Kléber  53' Marcos Assunção  90+2'	Reporte	Jumar  57'	Árbitro: Héber Lopes (Brasil)

13 de septiembre de 2011	La Equidad	0:1 (0:0)	Libertad	Estadio Metropolitano de Techo, Bogotá
		Reporte	Ramírez  77'	Árbitro: Carlos Vera (Ecuador)

21 de septiembre de 2011	Libertad	1:0 (1:0)	La Equidad	Estadio Dr. Nicolás Leoz, Asunción
	Canuto  11'	Reporte		Árbitro: Enrique Osses (Chile)

1 de septiembre de 2011	Deportivo Anzoátegui	1:2 (0:1)	Universitario	Estadio José Antonio Anzoátegui, Puerto La Cruz
	Maita  74'	Reporte	Ampuero  30' Fano  49'	Árbitro: Alfredo Intriago (Ecuador)

14 de septiembre de 2011	Universitario	2:0 (0:0)	Deportivo Anzoátegui	Estadio Monumental, Lima
	Ruidíaz  74' Vitti  81'	Reporte		Árbitro: Hernando Buitrago (Colombia)

30 de agosto de 2011	Arsenal de Sarandí	2:0 (0:0)	Estudiantes de La Plata	Estadio Julio Humberto Grondona, Sarandí
	Leguizamón  49' Burdisso  74'	Reporte		Árbitro: Gabriel Favale (Argentina)

6 de septiembre de 2011	Estudiantes de La Plata	1:0 (0:0)	Arsenal de Sarandí	Estadio Ciudad de La Plata, La Plata
	M. Sánchez  62'	Reporte		Árbitro: Pablo Lunati (Argentina)

15 de septiembre de 2011	Santa Fe	1:1 (0:0)	Deportivo Cali	Estadio Nemesio Camacho El Campín, Bogotá
	O. Pérez  57' (p)	Reporte	Belalcázar  84'	Árbitro: Adrián Vélez (Colombia)

22 de septiembre de 2011	Deportivo Cali	1:1 (1:0)	Santa Fe	Estadio Deportivo Cali, Palmira
	Roa  14' (a.g.)	Reporte	Galván  66'	Árbitro: Wilmar Roldán (Colombia)

Definición por penales
A. Pérez		1:1		O. Pérez
Martínez		2:2		Roa
Amaya		3:3		Bernal
Belalcázar		4:4		Vélez
Fernández		5:5		Anchico
Burbano		5:6		Acosta

10 de agosto de 2011	Atlético Mineiro	1:2 (1:2)	Botafogo	Estadio Ipatingão, Ipatinga
	Richarlyson  44'	Reporte	Herrera  6' Maicosuel  38'	Árbitro: Paulo César de Oliveira (Brasil)

23 de agosto de 2011	Botafogo	1:0 (1:0)	Atlético Mineiro	Estadio João Havelange, Río de Janeiro
	Herrera  45+2' (p)	Reporte		Árbitro: Wilson Seneme (Brasil)

15 de septiembre de 2011	Olimpia	2:1 (1:1)	Emelec	Estadio Defensores del Chaco, Asunción
	Marín  14'  71'	Reporte	Vigneri  39'	Árbitro: Roberto Silvera (Uruguay)

20 de septiembre de 2011	Emelec	1:2 (0:2)	Olimpia	Estadio George Capwell, Guayaquil
	J. Franco  68'	Reporte	Ortiz  6' Zeballos  25'	Árbitro: Hernando Buitrago (Colombia)
• El árbitro dio por finalizado el partido al minuto 81 por objetos lanzados desde la tribuna.

31 de agosto de 2011	Lanús	2:2 (1:2)	Godoy Cruz	Estadio Ciudad de Lanús, Lanús
	D. González  19' Neira  90+1'	Reporte	Rojas  26' Navarro  34'	Árbitro: Juan Pablo Pompei (Argentina)

13 de septiembre de 2011	Liga de Quito	4:1 (2:1)	Trujillanos	Estadio Casa Blanca, Quito
	Barcos  25'  43'  90+1' (p) E. González  87'	Reporte	Falcón  1'	Árbitro: Víctor Carrillo (Perú)

22 de septiembre de 2011	Trujillanos	0:1 (0:1)	Liga de Quito	Estadio José Alberto Pérez, Valera
		Reporte	Bolaños  30'	Árbitro: Darío Ubríaco (Uruguay)

10 de agosto de 2011	Ceará	2:1 (1:1)	São Paulo	Estadio Presidente Vargas, Fortaleza
	Rudnei  44' Marcelo Nicácio  90+3'	Reporte	Rivaldo  22'	Árbitro: Sandro Ricci (Brasil)

24 de agosto de 2011	São Paulo	3:0 (0:0)	Ceará	Estadio Morumbi, São Paulo
	Cícero  57' Lucas  62' Dagoberto  65'	Reporte		Árbitro: Marcelo Henrique (Brasil)

30 de agosto de 2011	Nacional	1:1 (0:1)	Aurora	Estadio Defensores del Chaco, Asunción
	J. González  67'	Reporte	Villalba  5'	Árbitro: Darío Ubríaco (Uruguay)

20 de septiembre de 2011	Aurora	5:2 (3:2)	Nacional	Estadio Félix Capriles, Cochabamba
	Reinoso  21' Peña  26' (p) Sanjurjo  38' Andaveris  73' Cardozo  90'	Reporte	Rodrigo Teixeira  7'  32'	Árbitro: Víctor Hugo Rivera (Perú)

10 de agosto de 2011	Flamengo	1:0 (0:0)	Atlético Paranaense	Estadio João Havelange, Río de Janeiro
	Ronaldinho  82' (p)	Reporte		Árbitro: Ricardo Marques (Brasil)

24 de agosto de 2011	Atlético Paranaense	0:1 (0:0)	Flamengo	Estadio Joaquim Américo Guimarães, Curitiba
		Reporte	Ronaldinho  73'	Árbitro: Salvio Fagundes (Brasil)

8 de septiembre de 2011	Universidad Católica	2:1 (1:0)	Deportes Iquique	Estadio San Carlos de Apoquindo, Santiago
	Mirosevic  37' Andía  51'	Reporte	Ríos  81'	Árbitro: Julio Bascuñán (Chile)

• Como hecho paradójico en esta fase, el club Nacional de Paraguay, al igual que Emelec de Ecuador, ambos clasificados a la Copa Libertadores 2012, fueron eliminados la misma jornada (20 de septiembre).
• Al día siguiente el club Nacional de Uruguay, clasificado también a la Copa Libertadores 2012, fue eliminado en la misma instancia. Como hecho notable, al comienzo del segundo tiempo el partido fue suspendido por agresión al árbitro asistente, permitiendo así la clasificación de Universidad de Chile.

• Copa Bridgestone Sudamericana 2011 - Programa de Partidos - 1a. y 2a. Fase