La segunda fase copa sudamericana 2012, se realiza con los 16 ganadores de la fase inicial, a los que se suman 8 equipos de Brasil y 6 de Argentina, con los siguientes duelos (partidos de ida y vuelta) y resultados, respectivamente:

Guaraní-Millonarios 2-4
Envigado-Liverpool 1-1
Deportivo Quito vs. Aurora 2-1, 3-1
Universidad Católica-Deportes Tolima 2-0
Cobreloa-Barcelona 0-0
Olimpia vs Emelec 0-1

Cobreloa-Barcelona Sc
Mineros de Guayana vs. Cerro Porteño O5 2-2
Bahía EC (BRA) vs. Sao Paulo FC (BRA) O2, 0-2, 0-2
Atl. Goianiense (BRA) vs. Figueirense (BRA) O6, 1-1, 1-1 Penaltis 2-4
Gremio (BRA) vs. Coritiba FC (BRA) O8, 1-0, 2-3
Palmeiras (BRA) vs. Botafogo (BRA) O16, 2-0, 1-3
Boca Juniors vs. Independiente (ARG) O14, 3-3; 0-0
LDU Loja-Nacional 0-1;2-1
Colón (ARG) vs. Racing Club (ARG) O12 3-1;2-1
Argentinos Jrs. (ARG) vs. CA Tigre (ARG) 1-2; 2-4 O4

Datos actualizados al 18/09/2012