Na fase de mata-mata, as equipes jogam uma contra a outra por duas pernas em casa e fora, exceto para a final de um jogo. O mecanismo dos sorteios para cada rodada é o seguinte:
- No sorteio das oitavas de final, os oito vencedores dos grupos são semeados e os oito vice-campeões dos grupos não são semeados. As equipes semeadas são sorteadas contra as equipes não semeadas, sendo as equipes semeadas que recebem a segunda parte. Equipes do mesmo grupo ou da mesma associação não podem ser sorteadas umas contra as outras.
- Nos sorteios para os quartos de final em diante, não há semeaduras, e equipes do mesmo grupo ou da mesma associação podem ser sorteadas umas contra as outras.
Rodada de 16
O sorteio para as oitavas de final será realizado em 17 de dezembro de 2018. O primeiro jogo será disputado nos dias 12, 13, 19 e 20 de fevereiro, e o segundo jogo será disputado nos dias 5, 6, 12 e 13 de março de 2019.
Quartas de final
O sorteio para os quartos de final será realizado em 15 de março de 2019. O primeiro jogo será disputado nos dias 9 e 10 de abril, e o segundo será disputado nos dias 16 e 17 de abril de 2019.
Semi-finais
O sorteio para as semifinais será realizado em 19 de abril de 2019. O primeiro jogo será disputado em 30 de abril e 1º de maio, e o segundo jogo será disputado em 7 e 8 de maio de 2019.
Final
A final será disputada em 1 de junho de 2019 no Wanda Metropolitano, em Madri. A equipe "casa" (para fins administrativos) será determinada por um sorteio adicional realizado após o sorteio das semifinais.