Enam tim peserta piala Gubernur Kaltim 2016 telah berhasil melewati babak penyisihan grup. Keenam grup ini bertanding di babak semifinal yang menggunakan sistem trofeo pada  9 dan 10 Maret 2016 mendatang.

Keenam tim yang berhasil lolos ke tahap semifinal yakni Pusamania Borneo FC (juara grup A), Arema Cronus (runner-up grup A); Madura United (juara grup B), Sriwijaya FC (runner-up grup B); Surabaya United (juara grup C), dan Persiba Balikpapan (runner-up grup C).

Dalam babak semifinal keenam tim tersebut akan dibagi menjadi dua grup yang terdiri dari dua tim setiap grupnya.

Dalam babak semifinal ini menggunakan sistem trofeo. Sistem trofeo yang digunakan terdiri tiga tim yang akan bermain dalam satu pertandingan dalam waktu 3 x 45 menit. Setiap pertandingannya tim akan bermain dengan lawan yang berbeda dalam berdurasi 1x45 menit.

Selanjutnya tim yang berhasil memperoleh poin tertinggi di setiap grup akan lolos ke partai final.

Pada babak semifinal ini, setiap tim yang berhasil menang dalam waktu 45 menit akan mendapatkan 3 poin, menang lewat adu penalti mendapatkan nilai 2, kalah dalam babak adu penalti meraih satu poin, dan kalah dalam 45 menit tidak mendapatkan poin.

Berikut pembagian grup untuk babak semi-final Piala Gubernur Kaltim:

Semi-final I Selasa, 9 Maret 2016: Madura United (juara grup B), Arema Cronus (runner-up grup A), dan Persiba Balikpapan (runner-up grup C).

Semi-final II Rabu, 10 Maret 2016: Pusamania Borneo FC (juara grup A), Sriwijaya FC (runner-up grup B), dan Surabaya United (juara grup C). (*)