Jabarkan |- dari Liga Champions UEFA 2011–2012

Babak grup diikuti oleh 32 klub, yang masing masing diurutkan berdasarkan koefisien klub tahun 2011 (selain juara bertahan, Barcelona, yang secara otomatis menempati nomor 1), untuk kemudian diundi menjadi delapan grup berisi empat klub tiap grup. Klub dari asosiasi yang sama tidak dimasukkan dalam satu grup. Pengundian dilakukan pada tanggal 25 Agustus 2011 di Monako.

Pada setiap grup, setiap klub melawan semua anggota grup secara kandang-tandang. Jadwal pertandingan adalah pada 13–14 September, 27–28 September, 18–19 Oktober, 1–2 November, 22–23 November, dan 6–7 Desember 2011. Juara dan runner-up grup lolos ke babak 16 besar, sedangkan peringkat tiga mengikuti Liga Eropa UEFA pada babak 32 besar.

Dari 32 klub peserta babak grup ini ada sebelas klub yang pernah juara dan lima tim baru mengikuti untuk pertama kalinya yaitu Manchester City, Napoli, Trabzonspor, Viktoria Plzeň dan Oțelul Galați.