Il 1º ottobre a Ginevra ha luogo il sorteggio dei gironi di Champions League che vede impegnato il club nel gruppo G con i campioni d'Italia della , gli spagnoli del e i campioni d'Ungheria del . L'esordio in Champions League, in casa contro la Juventus, non sorride agli ucraini che subiscono la prima sconfitta stagionale (0-2). L'8 novembre la Dinamo perde l'imbattibilità in campionato, per 0-3, contro i rivali dello Šachtar dovendo rinunciare a 12 giocatori colpiti da Covid-19. L'8 dicembre 2020, grazie alla vittoria per 1-0 contro il Ferencvaros, la Dinamo Kiev si qualifica terza nel girone di Champions e approda ai sedicesimi di finale di Europa League.