Babak gugur Piala UEFA 2004–2005 dimulai pada 16 Februari 2005, dan diakhiri dengan final di Estádio José Alvalade di Lisbon pada 18 Mei 2005. Fase terakhir melibatkan 24 tim yang finis di tiga besar di setiap grup di babak grup dan delapan tim yang menempati posisi ketiga di babak grup Liga Champions UEFA.
Setiap seri di fase terakhir, 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 melaju ke babak selanjutnya. Jika skor agregat selesai imbang, tim yang mencetak lebih banyak gol tandang dalam dua leg lolos. Jika gol tandang juga sama, 30 menit perpanjangan waktu dimainkan. Jika gol 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, akan ada adu penalti setelah perpanjangan waktu.
Di final, pertandingan dimainkan hanya dengan satu leg di tempat netral. Jika skor imbang pada akhir waktu normal di final, perpanjangan waktu dimainkan, diikuti dengan adu penalti jika skor tetap imbang.
