2012–13年欧洲冠军联赛小组赛有 32 支队伍参赛，当中包括 22 支直接晋级小组赛之队伍，再加上 10 队从附加赛（5 队冠军组及 5 队非冠军组）晋级的球队。
32 支队伍将分成八组进行主客制双循环比赛，小组首、次名将获得晋级2012–13年欧洲冠军联赛淘汰赛，而小组第三名将降级至2012–13年欧洲联赛之淘汰赛。
小组赛抽签于欧洲中部夏令时间2012年8月30日下午五时四十五分（UTC+2）于摩纳哥进行。
队伍将按照2012 欧洲足联积分排名区分为四个组别。去届冠军切尔西将自动分配至第一组别。来自相同国家之队伍将不会于小组赛内碰头。
若两队或以上队伍于小组赛获得相同积分，将顺序依照下列条件排出名次：:
下列标示时间为欧洲中部夏令时间（，）或欧洲中部时间（，）。
萨格勒布迪纳摩 
v 
波尔图
巴黎圣日耳曼 
v 
基辅迪纳摩
基辅迪纳摩 v 萨格勒布迪纳摩
波尔图 v 巴黎圣日耳曼
波尔图 v 基辅迪纳摩
萨格勒布迪纳摩 v 巴黎圣日耳曼
基辅迪纳摩 v 波尔图
巴黎圣日耳曼 v 萨格勒布迪纳摩
波尔图 v 萨格勒布迪纳摩
基辅迪纳摩 v 巴黎圣日耳曼
萨格勒布迪纳摩 v 基辅迪纳摩
巴黎圣日耳曼 v 波尔图
蒙彼利埃 v 
阿森纳
奥林匹亚科斯 
v 
沙尔克04
沙尔克04 v 蒙彼利埃
阿森纳 v 奥林匹亚科斯
阿森纳 v 沙尔克04
蒙彼利埃 v 奥林匹亚科斯
沙尔克04 v 阿森纳
奥林匹亚科斯 v 蒙彼利埃
阿森纳 v 蒙彼利埃
沙尔克04 v 奥林匹亚科斯
蒙彼利埃 v 沙尔克04
奥林匹亚科斯 v 阿森纳
马拉加 
v 
泽尼特
AC米兰 
v 
安德莱赫特
泽尼特 v AC米兰
安德莱赫特 v 马拉加
泽尼特 v 安德莱赫特
马拉加 v AC米兰
安德莱赫特 v 泽尼特
AC米兰 v 马拉加
泽尼特 v 马拉加
安德莱赫特 v AC米兰
马拉加 v 安德莱赫特
AC米兰 v 泽尼特
普鲁士多特蒙德 v 
阿贾克斯
皇家马德里 v 曼城
曼城 v 普鲁士多特蒙德
阿贾克斯 v 皇家马德里
阿贾克斯 v 曼城
普鲁士多特蒙德 v 皇家马德里
曼城 v 阿贾克斯
皇家马德里 v 普鲁士多特蒙德
阿贾克斯 v 普鲁士多特蒙德
曼城 v 皇家马德里
普鲁士多特蒙德 v 曼城
皇家马德里 v 阿贾克斯
顿涅茨克矿工 v 
北西兰
切尔西 v 尤文图斯
尤文图斯 v 顿涅茨克矿工
北西兰 v 切尔西
北西兰 v 尤文图斯
顿涅茨克矿工 v 切尔西
尤文图斯 v 北西兰
切尔西 v 顿涅茨克矿工
北西兰 v 顿涅茨克矿工
尤文图斯 v 切尔西
顿涅茨克矿工 v 尤文图斯
切尔西 v 北西兰
里尔 v 
巴迪
拜仁慕尼黑 v 巴伦西亚
巴伦西亚 v 里尔
巴迪 v 拜仁慕尼黑
巴迪 v 巴伦西亚
里尔 v
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