Mbappe scoorde twee keer in de tweede helft terwijl Frankrijk terugkwam van 4-0 achter bij de rust, een comeback gebouwd op doelpunten van de Real Madrid-aanvaller en Bradley Barcola die de achterstand terugbracht naar 4-3, voordat Engeland weer afstand nam via een penalty van Bukayo Saka.
Ousmane Dembele maakte er laat nog een voor, maar Jude Bellingham besliste de wedstrijd voor Engeland diep in de blessuretijd. Mbappe's brace bracht hem op 22 carrière doelpunten op het Wereldkampioenschap, één meer dan het all-time record van Lionel Messi, en gaf hem 10 voor het toernooi om de Gouden Schoen te veroveren voor de Argentijn.
Sprekend na de wedstrijd, reflecteerde Mbappe op een avond die wild heen en weer zwiepte tussen een vernederende eerste helft en een geestdriftige terugkeer in de tweede helft.
"Ik weet het niet. Er waren twee verschillende helften," zei hij. "Ik begrijp degenen die denken dat het een totale farce is.
"We hebben het shirt niet gerespecteerd. We waren menselijk. We kunnen ons niet veroorloven om menselijk te zijn. Ze hebben ons wakker geschud. We werden weer topniveau spelers in de tweede helft, mentale machines zonder gevoel.
"Uiteindelijk winnen we niet, en dat is vooral jammer voor de coach. Het geeft de indruk dat we hem teleurgesteld hebben, en dat is helemaal niet het geval. We wilden iets voor hem doen, en dit is niet wat we voor hem wilden doen. En deze wedstrijd zal de erfenis van Didier Deschamps niet bezoedelen."
De nederlaag markeerde de laatste wedstrijd van Deschamps' 14-jarige regeerperiode als coach van Frankrijk, en Mbappe maakte duidelijk dat zijn grootste teleurstelling was dat hij zijn lang dienende coach niet met een overwinning kon afschrijven, eerder dan enige persoonlijke prestatie van de avond.
Toen hem gevraagd werd naar zijn recordbrekende doelpuntenaantal, relativeerde Mbappe het belang ervan.
"Record? Leo scoort de hele tijd, ik heb het gezegd, morgen gaat hij zeker scoren," zei hij. "Ik probeer gewoon mijn team te helpen en te scoren. Zoveel doelpunten scoren laat je groeien, maar ik had liever niet de topscorer van het Wereldkampioenschap te zijn en morgen te spelen in plaats daarvan. Het is goed voor de erfenis, maar het is niet het eerste waar ik aan denk."
Mbappe's totaal betekent dat hij nu alleen aan de top staat van de all-time doelpuntenlijst op het Wereldkampioenschap, waarmee hij de markering van Messi overtrof die hij in vijf toernooioptredens voor Argentinië zette, terwijl de aanvoerder van Frankrijk deze prestatie in drie Wereldkampioenschappen bereikte.