Mười đội châu Phi có vị trí thấp nhất trên bảng xếp hạng của FIFA ở thời điểm tháng 7 năm 2007 sẽ được phân làm 5 cặp đấu đối đầu trực tiếp chọn ra 5 đội đi tiếp vào vòng sau. Kết quả bốc thăm phân cặp như sau:[2]
Nhưng do São Tomé và Príncipe cùng Cộng hòa Trung Phi bỏ cuộc vào tháng 9. Vì vậy, Swaziland và Seychelles (hai đội có thứ hạng cao nhất trong tổng số 10 đội) được vào thẳng vòng sau. còn Somalia và Djibouti, hai đội đáng ra sẽ gặp hai đội trên, sẽ tạo thành một cặp đấu mới.[3] Cặp đấu diễn ra giữa Djibouti và Somalia chỉ diễn ra một lượt duy nhất tại Djibouti, do Somalia không đáp ứng được đầy đủ các điều kiện của FIFA; hai cặp đấu còn lại diễn ra theo thể thức hai lượt đi và về, sân nhà-sân khách.
48 đội tuyển (45 đội vào thẳng vòng này cùng 3 đội lọt qua vòng 1) sẽ được chia thành 12 bảng mỗi bảng 4 đội. Lễ bốc thăm chia bảng được diễn ra tại Durban, Nam Phi vào ngày 25 tháng 11 năm 2007. Các đội tuyển sẽ gặp nhau theo thể thức vòng tròn hai lượt trận đi và về, sân nhà-sân khách, trong năm 2008, để chọn ra 12 đội đứng đầu bảng cùng 8 đội nhì bảng xuất sắc nhất vào vòng 3. Vì số đội của mỗi bảng đấu không bằng nhau sau khi Ethiopia bị cấm thi đấu còn Eritrea thì bỏ cuộc, thứ hạng so sánh giữa các đội nhì bảng sẽ không tính thành tích đối đầu với các đội đứng cuối bảng đấu.[4]
Thứ tự xếp hạng giữa Maroc và Rwanda được xác định bằng hiệu số bàn thắng-bàn thua của hai đội.
Ethiopia đã thi đấu bốn trận, trước khi bị FIFA cấm thi đấu vào ngày 29 tháng 7 năm 2008.[6] Đến ngày 12 tháng 9 năm 2008, FIFA chính thức loại Ethiopia khỏi vòng loại lần này.[7]
Cùng với 12 đội nhất bảng, 8 đội nhì bảng có thành tích xuất sắc nhất được lọt vào vòng 3. Vì số đội của mỗi bảng không đều nhau, nên chỉ thành tích đối đầu với các đội nhất bảng và xếp thứ ba ở bảng là được tính.
Hai mươi đội còn lại được chia thành 5 bảng mỗi bảng 4 đội. Lễ bốc thăm chia bảng diễn ra vào ngày 22 tháng 10 năm 2008 tại Zürich, Thụy Sĩ.[9]
Năm đội đứng đầu mỗi bảng sẽ giành quyền tham dự vòng chung kết World Cup 2010 và Cúp bóng đá châu Phi 2010. Cùng với đó, năm đội hạng nhì và năm đội hạng ba cũng giành quyền tham dự vòng chung kết Cúp bóng đá châu Phi 2010.
Việc xếp loại hạt giống dựa vào bảng xếp hạng của FIFA ở thời điểm tháng 10 năm 2008 (vị trí của mỗi đội được ghi trong ngoặc).[10] Mỗi bảng đấu sẽ có một đội của mỗi nhóm.[11]
Algerie và Ai Cập có các chỉ số phụ và thành tích đối đầu giống hệt nhau. Algeria thắng trận đấu thêm với tỉ số 1 – 0 để lọt vào vòng chung kết World Cup 2010.