晋级本阶段的12支球队将分为两组进行比赛，小组前两名直接晋级，两个小组第3名之间的胜者获得附加赛资格。
4月12日，2018年俄罗斯世界杯亚洲区预选赛12强赛抽签在吉隆坡进行。12强赛定于2016年9月1日展开,至2017年9月5日结束。12支球队将分成两组，每组6队，采用主客场双循环制；两组前两名晋级2018年世界杯决赛圈
2016年4月12日，亚足联在总部吉隆坡进行2018年俄罗斯世界杯亚洲区预选赛12强赛的抽签分组情况：A组 B组伊朗澳大利亚韩国日本乌兹别克斯坦沙特阿拉伯中国阿联酋卡塔尔伊拉克 叙利亚泰国 日期（排名）主队比分客队（排名）2016年9月1日 （A2）韩国 中国（A4）2016年9月6日（A4）中国 伊朗（A1）2016年10月6日（A4）中国 叙利亚（A6）2016年10月11日（A3）乌兹别克斯坦 中国（A4）2016年11月15日（A4）中国 卡塔尔（A5）2017年3月23日（A4）中国 韩国（A2）2017年3月28日（A1）伊朗 中国（A4）2017年6月13日（A6）叙利亚 中国（A4）2017年8月31日（A4）中国 乌兹别克斯坦（A3）2017年9月5日（A5）卡塔尔 中国（A4）
