Do startu w fazie grupowej uprawnione były 32 drużyny (w tym 10 zwycięzców rundy play-off). Losowanie odbyło się 25 sierpnia 2011 (godz. 17:45). W jego trakcie zespoły zostały rozdzielone na 4 koszyki, następnie rozlosowane i podzielone na 8 grup po 4 drużyny każda. Do jednej grupy nie mogły trafić drużyny z tego samego koszyka i federacji.
Wszystkie zespoły zagrały ze sobą dwukrotnie w systemie mecz-rewanż. Po 2 najlepsze drużyny z każdej grupy awansowały do fazy pucharowej, drużyny z 3. miejsc otrzymały prawo gry w 1/16 finału Ligi Europy UEFA.
Mecze odbyły się: 13/14 września, 27/28 września, 18/19 października, 1/2 listopada, 22/23 listopada oraz 6/7 grudnia 2011.
Podział na koszyki Drużyny zostały podzielone na koszyki na podstawie klubowego rankingu UEFA. Obrońcą pucharu była FC Barcelona, która automatycznie została przydzielona do koszyka nr 1. Poza nią do koszyka trafiły zespoły z miejsc 1-9. Zespoły z miejsc 10-24 do koszyka nr 2, 31-83 koszyka nr 3 oraz 86-200 i nie uwzględnione w rankingu do koszyka nr 4.