Coca-Cola behöll topspoten, men försäljningen av dess sockerfria alternativ minskade med 6,6 %, enligt nya siffror i handelspublikationen Beverage Digest.
Försäljningen av Pepsi i kosten minskade med mer än 5 %.
Båda företagen uppvisade dock en blygsam ökning av den totala försäljningen 2014.
En gång en vanlig syn på matbord över hela landet, fizzy drycker har fallit ut av fördel i USA under det senaste årtiondet.
Lågkalori alternativ som ersätter socker med sötningsmedel som aspartam har också minskat i popularitet, på grund av oro över bieffekterna av deras ingredienser.
Följaktligen har försäljningen av hälsosammare alternativ ökat kraftigt. Flaskvatten flög från hyllorna 2014 och ökade Nestlés försäljning med 9 %.
Energidrycker och kallt kaffe ökade också i popularitet.
"Det har varit en enorm migration till andra kategorier under de senaste åren," John Sicher, redaktör för Beverage Digest, berättade BBC.
Han tillade att oron hos vissa konsumenter för "oegenskap och hälsa och välbefinnande" har lett till en större granskning av de ingredienser som används av stora varumärken.
Liknar av Coca-Cola och Pepsi försöker nu att få "kalorinivåer lägre med användning av naturliga sötningsmedel".
Kokain frigjorde nyligen Coca-Cola Life, som är gjort med stevia sötningsmedel och har 27 kalorier per 100ml, jämfört med 42 för vanlig Cola.
Företagets totala försäljning ökade förra året för första gången sedan 2000.
Trots nedgången i försäljningen av fizzy drink ökade den totala marknaden för förfriskningar i USA med 2,2 % - den starkaste nivån under flera år, enligt New Yorks Beverage Marketing Corporation.
Konsulten tillade att den amerikanska dryckesverksamheten var värd $160 miljarder dollar 2014.
Pepsi outsold Diet Cola förra året att bli den näst mest populära kolsyrade drycken i USA, eftersom hälsomedvetna konsumenter fortsatte att sky produkter med konstgjorda sötningsmedel.