I sluttspillet tok Patriots først imot divisjonsrivalene New York Jets i Wild Card-runden. Patriots slo Jets 37–16, mens Brady gikk 22 av 34 for 212 yards og to touchdowns. Patriots reiste så til San Diego for å møte Chargers i divisjonsrunden. Dette var Bradys første sluttspillkamp i sin hjemmestat California, i en hard kamp mot et lag som mange hadde valgt som favoritter til å vinne Super Bowl XLI. Med åtte minutter igjen av det fjerde kvarteret og Patriots under med åtte poeng, startet Brady en drive som skulle avgjøre kampen. Etter en 49-yards pasning til wide receiver Reche Caldwell gav Stephen Gostkowski Patriots ledelsen 24–21 med et field goal med 1:10 igjen av kampen. Chargers forsøkte å utligne til uavgjort med et field goal av Nate Kaeding fra 54 yards, men med en bom var seieren sikret for Patriots.