În această fază au participat 26 de echipe calificate din prima rundă plus 32 echipe participante în ediţia precedentă a Ligii 3, adică un total de 28 de partide, într-o singură manșă eliminatorie.

Dintre acestea, patru partide nu s-au disputat, în urma retragerii echipelor CS Unirea Jucu, Viitorul Ulmeni, AS Milcov și FC Zalău. Astfel, Performanța Ighiu, FC Universitatea Cluj, ACSO Filiași și CS Sănătatea Servicii Publice Cluj-Napoca s-au calificat automat în runda următoare.

Datele de disputare ale celorlalte runde ale ediţiei 2017-2018 a Cupei României, faza naţională:
► Faza a III-a: 13 septembrie 2017
► Faza a IV-a: 4 octombrie 2017
► Șaisprezecimi de finală: 25 octombrie 2017
► Optimi de finală: 29 noiembrie 2017
► Sferturi de finală: 28 februarie 2018
► Semifinale (tur): 18 aprilie 2018
► Semifinale (retur): 9 mai 2018
► Finala: 27 mai 2018

Rezultatele înregistrate în faza a doua:

ACS Transdor Tudora – CSM Roman 1-4
ACS Știința Turceni – ACS Șirineasa 0-3
CS Voința Lupac – CNS Cetate Deva 2-5
CS Șoimii Lipova – CS Gloria Lunca Teuz Cermei 3-0
AS Voința Biled – CSM Lugoj 2-1
CS Diosig Bihardioszeg – CS Național Sebiș 0-3
Progresul Șomcuța Mare – ACS Fotbal Comuna Recea 2-10
AFC Unirea Alba Iulia – FC Unirea Dej 1-0
CS Iernuț – ACS Industria Galda 0-1
AS Unirea Cristuru Secuiesc – CSM Avântul Reghin 3-1
ASF Zărnești – ACS Olimpic Cetate Râșnov 1-5
AS Gloria Gaz Metan Cornești – CSM Flacăra Moreni 1-2
CS Cimentul Bicaz – AFK Csikszereda Miercurea Ciuc 1-3
**AS Unirea Mircești – CS Aerostar Bacău
CSM Focșani 2007 – AFC Metalosport Galați 5-0
AS Zimbrul Slobozia Conachi – CS Avântul Valea Mărului 3-2
ACS Sportul Chiscani – CS Sporting Liești 1-3
ACS FC Păpăuți – AS Olimpia Râmnicu Sărat 0-1
**Viitorul Fântânele – FC Delta Dobrogea Tulcea
FC Agricola Borcea – CSA Axiopolis Sport Cernavodă 2-0
SC Popești-Leordeni – AFC Unirea Slobozia 5-6
AFCM Alexandria – CS Tunari 5-3
ACS Astra Plosca – CS Sporting Roșiori 1-5
ACS Petrolul 52 – ACS Urban Titu 2-0
ACS Înainte Modelu – ACSM Olteniţa 5-1

*Echipele îngroșate s-au calificat mai departe
**Cele două partide nu s-au disputat deoarece echipa gazdă nu a asigurat asistența medicală, rezultatul urmând a fi omologat în următoarea ședință a Comisiei de Disciplină și Etică a FRF.
***Partidele ACS Performanța Ighiu – CS Unirea Jucu, AS FC Universitatea Cluj – CS Viitorul Ulmeni, AS FC Milcov – ACSO Filiași și CS FC Zalău – CS Sănătatea Servicii Publice Cluj-Napoca nu s-au disputat în urma retragerii echipelor Unirea Jucu, Viitorul Ulmeni, FC Milcov și FC Zalău.