Die Rückreaktion auf Diels-Alder wird als Retro-Diels-Alder bezeichnet. Diels-Alder-Addukte zerfallen beim Erhitzen in das Dien und Dienophil, das sie gebildet hat.

Die von Diels-Alder (rot) gebildeten Bindungen brechen und hinterlassen freies Dien und Dienophil.

Im Falle von Alkin-Addukten ist es möglich, das Molekül auf zwei verschiedene Arten zu brechen, indem man diejenige wählt, die die anziehenden Substituenten am Dienophil belässt.