Los partidos de la fase de grupos de la máxima competición continental se disputarán el 13/14 de septiembre, el 27/28 de septiembre, el 18/19 de octubre, el 1/2 de noviembre, el 22/23 de noviembre y el 6/7 de diciembre. Los campeones de grupo y los subcampeones pasarán a la ronda de octavos de final que se disputará en primavera mientras que la final tendrá lugar en el Fußball Arena München el sábado 19 de mayo de 2012. Los conjuntos que terminen terceros de cada grupo pasarán a disputar los dieciseisavos de final de la UEFA Europa League. Así han quedado compuestos los grupos:
Grupo A
FC Bayern München (GER)
Villarreal CF (ESP)
Manchester City FC (ENG)
SSC Napoli (ITA)
Grupo B
FC Internazionale Milano (ITA)
PFC CSKA Moskva (RUS)
LOSC Lille Métropole (FRA)
Trabzonspor AŞ (TUR)
Grupo C
Manchester United FC (ENG)
SL Benfica (POR)
FC Basel 1893 (SUI)
FC Oţelul Galaţi (ROU)
Grupo D
Real Madrid CF (ESP)
Olympique Lyonnais (FRA)
AFC Ajax (NED)
GNK Dinamo Zagreb (CRO)
Grupo E
Chelsea FC (ENG)
Valencia CF (ESP)
Bayer 04 Leverkusen (GER)
KRC Genk (BEL)
Grupo F
Arsenal FC (ENG)
Olympique de Marseille (FRA)
Olympiacos FC (GRE)
Borussia Dortmund (GER)
Grupo G
FC Porto (POR)
FC Shakhtar Donetsk (UKR)
FC Zenit St Petersburg (RUS)
APOEL FC (CYP)
Grupo H
FC Barcelona (ESP) Vigente campeón
AC Milan (ITA)
FC BATE Borisov (BLR)
FC Viktoria Plzeň (CZE)
En la UEFA Europa League, los partidos se jugarán desde el 15 de septiembre hasta el 15 de diciembre, el día antes de que sorteen los dieciseisavos y octavos de final. Los dos primeros equipos de cada grupo junto a los que acaben terceros en sus respectivos grupos de la UEFA Champions League disputarán las rondas eliminatorias, que concluirán en el Estadio Nacional de Bucarest, el 9 de mayo de 2012. Así han quedado definidos los grupos
Grupo A
Tottenham Hotspur FC (ENG)
FC Rubin Kazan (RUS)
PAOK FC (GRE)
Shamrock Rovers FC (IRL)
Grupo B
FC København (DEN)
R. Standard de Liège (BEL)
Hannover 96 (GER)
FC Vorskla Poltava (UKR)
Grupo C
PSV Eindhoven (NED)
Hapoel Tel-Aviv FC (ISR)
FC Rapid Bucureşti (ROU)
Legia Warszawa (POL)
Grupo D
Sporting Clube de Portugal (POR)
S.S. Lazio (ITA)
FC Zürich (SUI)
FC Vaslui (ROU)
Grupo E
FC Dynamo Kyiv (UKR)
Beşiktaş JK (TUR)
Stoke City FC (ENG)
Maccabi Tel-Aviv FC (ISR)
Grupo F
Paris Saint-Germain FC (FRA)
Athletic Club (ESP)
FC Salzburg (AUT)
ŠK Slovan Bratislava (SVK)
Grupo G
AZ Alkmaar (NED)
FC Metalist Kharkiv (UKR)
FK Austria Wien (AUT)
Malmö FF (SWE)
Grupo H
SC Braga (POR)
Club Brugge KV (BEL)
Birmingham City FC (ENG)
NK Maribor (SVN)
Grupo I
Club Atlético de Madrid (ESP)
Udinese Calcio (ITA)
Stade Rennais FC (FRA)
FC Sion (SUI)
Grupo J
FC Schalke 04 (GER)
FC Steaua Bucureşti (ROU)
Maccabi Haifa FC (ISR)
AEK Larnaca FC (CYP)
Grupo K
FC Twente (NED)
Fulham FC (ENG)
Odense BK (DEN)
Wisła Kraków (POL)
Grupo L
RSC Anderlecht (BEL)
AEK Athens FC (GRE)
FC Lokomotiv Moskva (RUS)
SK Sturm Graz (AUT)