決勝は、ノックアウト方式ではなく、再び総当たりのリーグ戦で行われた。これはスタジアム建設に多額の投資を行ったブラジルサッカー協会側からの試合数増加を狙った提案に基づくもので、当初FIFAは難色を示したものの、ブラジルサッカー協会がこの提案が拒否された場合大会の開催自体を拒否するという脅しとも取れる意思表示をしたため、他に代替開催国のあてもなく、戦後初となるワールドカップを是非とも復活させたかったFIFA側が折れた形となった。1次リーグ各組で1位だったブラジル、スペイン、スウェーデン、ウルグアイの4チームが参加した。決勝リーグの最終節では2連勝のブラジルとウルグアイが対戦し、勝利したウルグアイが第1回以来、イタリアと並ぶ2度目の優勝を果たした。一方この最終戦で引き分け以上で優勝が決まっていたブラジルは逆転負けで優勝を逃し、敗戦の瞬間には試合会場のマラカナンスタジアム内でショック死と自殺で命を落とす人が続出し、後に「マラカナンの悲劇」と呼ばれた。ブラジル代表はその後、この敗戦のショックを払拭するため、それまでの白いユニフォームをカナリア色（黄色）に変えることとなった、ブラジル代表は60年以上が経過した今もカナリア色を使用している。