Vålerenga deltok i 2020 også i UEFA Women's Champions League for første gang i historien. Første motstander i kvalifiseringen var KÍ fra Færøyene, på hjemmebane. Vålerenga vant 7–0 og tok seg enkelt videre til andre kvalifiseringsrunde. Der ventet Gintra fra Litauen på bortebane. Også i Litauen ble det seier 7–0, og dermed var Vålerenga klar for 16-delsfinalen i Champions League. Vålerenga trakk danske Brøndby i 16-delsfinalen, hjemmekampen var berammet 10. desember, og bortekampen 16. desember. Samme dag som hjemmekampen skulle spilles, kom nyheten om at Brøndby hadde en spiller som hadde testet positivt for koronaviruset, og hadde reist til Norge med spillere som skulle vært i karantene. Dermed ble kampen avlyst på kort varsel. Den 14. desember kom nyheten at også bortekampen var avlyst, etter at enda en Brøndby-spiller hadde testet positivt for koronavirus. Dermed ble kampene på nytt berammet i februar 2021.