Babak gugur Liga Champions UEFA 2007–2008 dimulai pada 19 Februari 2008, dan berakhir pada 21 Mei 2008 dengan final di Luzhniki Stadium, Moskow. Babak sistem gugur melibatkan 16 tim yang finis di dua teratas di masing-masing grup mereka di babak grup.

Waktunya adalah CET/CEST,^{[N 1]} seperti yang tercantum oleh UEFA (waktu setempat ada dalam tanda kurung).

Setiap pertandingan di babak gugur, selain final, dimainkan dalam dua leg, dengan masing-masing tim memainkan satu leg di kandang. Tim yang memiliki skor agregat lebih tinggi pada kedua leg maju ke babak berikutnya. Jika skor agregat imbang, tim yang mencetak lebih banyak gol tandang dalam dua leg maju. Jika gol tandang juga sama, perpanjangan waktu 30 menit dimainkan. Jika ada gol yang dicetak selama perpanjangan waktu dan skor agregat masih sama, tim tamu lolos berdasarkan lebih banyak gol tandang yang dicetak. Jika tidak ada gol yang dicetak selama perpanjangan waktu, hasil imbang ditentukan melalui adu penalti.

Di final, pertandingan dimainkan hanya dalam satu leg di tempat netral. Jika skor imbang pada akhir waktu normal di final, perpanjangan waktu dimainkan, diikuti dengan penalti jika skor tetap imbang.

Kunci warna
Unggulan dalam undian babak 16 besar
Non Unggulan dalam undian babak 16 besar

Grup	Pemenang	Juara kedua
A	Porto	Liverpool
B	Chelsea	Schalke 04
C	Real Madrid	Olympiacos
D	Milan	Celtic
E	Barcelona	Lyon
F	Manchester United	Roma
G	Inter Milan	Fenerbahçe
H	Sevilla	Arsenal

	Babak 16 besar						Perempat final						Semifinal						Final
	Schalke 04 (p)	1	0	1(4)
	Porto	0	1	1(1)
							Schalke 04	0	0	0
							Barcelona	1	1	2
	Celtic	2	0	2
	Barcelona	3	1	4
													Barcelona	0	0	0
													Manchester United	0	1	1
	Roma	2	2	4
	Real Madrid	1	1	2
							Roma	0	0	0
							Manchester United	2	1	3
	Lyon	1	0	1
	Manchester United	1	1	2
																			Manchester United (p)	1(6)
																			Chelsea	1(5)
	Arsenal	0	2	2
	Milan	0	0	0
							Arsenal	1	2	3
							Liverpool	1	4	5
	Liverpool	2	1	3
	Inter Milan	0	0	0
													Liverpool	1	2	3
													Chelsea (pw)	1	3	4
	Fenerbahçe (p)	3	2	5(3)
	Sevilla	2	3	5(2)
							Fenerbahçe	2	0	2
							Chelsea	1	2	3
	Olympiacos	0	0	0
	Chelsea	0	3	3

Pengundian babak 16 besar Liga Champions UEFA 2007–2008 diadakan pada tanggal 21 Desember 2007 pukul 12:00 CET di Nyon, Swiss. Leg pertama babak sistem gugur pertama dimainkan pada 19 Februari dan 20 Februari 2008, sedangkan leg kedua dimainkan pada 4 Maret, 5 Maret dan, dalam kasus Inter Milan dan Liverpool, 11 Maret, karena bentrokan stadion dengan pertandingan antara Milan dan Arsenal.^[1]

Tim 1	Agregat	Tim 2	Leg 1	Leg 2
Celtic	2–4	Barcelona	2–3	0–1
Lyon	1–2	Manchester United	1–1	0–1
Schalke 04	1–1 (4–1 p)	Porto	1–0	0–1 (p.w.)
Liverpool	3–0	Inter Milan	2–0	1–0
Roma	4–2	Real Madrid	2–1	2–1
Arsenal	2–0	Milan	0–0	2–0
Olympiacos	0–3	Chelsea	0–0	0–3
Fenerbahçe	5–5 (3–2 p)	Sevilla	3–2	2–3 (p.w.)

---

---

---

---

---

---

---

Arsenal menang agregat 2–0.

---

Barcelona menang agregat 4–2.

---

Agregat 5–5; Fenerbahce menang adu penalti.

---

Manchester United menang agregat 2–1.

---

Agregat 1–1; Schalke 04 menang adu penalti.

---

Roma menang agregat 4–2.

---

Chelsea menang agregat 3–0.

---

Liverpool menang agregat 3–0.

Pengundian babak perempat final, semi final, dan final dilaksanakan pada hari Jumat, 14 Maret 2008 pukul 13:00 CET di Nyon, Swiss. Pengundian dilakukan oleh Sekretaris Jenderal UEFA David Taylor dan Rinat Dasayev, duta final di Moskow. Berbeda dengan babak 16 besar, tim-tim dari grup atau negara yang sama dapat dipertemukan mulai dari babak perempat final dan seterusnya.

Perempat final leg pertama dimainkan pada 1 April dan 2 April, sedangkan leg kedua dimainkan pada 8 April dan 9 April 2008.

Tim 1	Agregat	Tim 2	Leg 1	Leg 2
Arsenal	3–5	Liverpool	1–1	2–4
Roma	0–3	Manchester United	0–2	0–1
Schalke 04	0–2	Barcelona	0–1	0–1
Fenerbahçe	2–3	Chelsea	2–1	0–2

---

---

---

Liverpool menang agregat 5–3.

---

Chelsea menang agregat 3–2.

---

Manchester United menang agregat 3–0.

---

Barcelona menang agregat 2–0.

Pertandingan semifinal leg pertama dimainkan pada 22 April dan 23 April, sedangkan leg kedua dimainkan pada 29 April dan 30 April 2008.

Tim 1	Agregat	Tim 2	Leg 1	Leg 2
Liverpool	3–4	Chelsea	1–1	2–3 (p.w.)
Barcelona	0–1	Manchester United	0–0	0–1

---

Manchester United menang agregat 1–0.

---

Chelsea menang agregat 4–3.

Final Liga Champions UEFA 2008 dimainkan pada tanggal 21 Mei 2008 di Luzhniki Stadium di Moskow, Rusia.