Усталостное изнашивание возникает при многократно и часто повторяющейся нагрузке. Под ее воздействием на поверхности металла возникают микроскопические трещины и ослабляются связи между кристаллами металла. Усталостное изнашивание вызывает изломы, трещины, крошение и даже полное разрушение. Крошение вкладышей подшипников коленчатого вала и поломки пружин в большинстве случаев это также следствие усталостного изнашивания.

Разновидностью усталостного изнашивания является осповидное изнашивание. Представляет собой скалывание очень мелких чешуек металла с беговой дорожки подшипников качения, в результате чего поверхность беговой дорожки теряет блеск и как бы покрывается «оспинками».