Lễ bốc thăm vòng loại Euro 2012 được tổ chức tại Warszawa vào ngày 7 tháng 2 năm 2010.[28] 51 đội tuyển tham dự cạnh tranh nhau cho 14 suất tham dự vòng chung kết, cùng với đồng chủ nhà Ba Lan và Ukraina. Các đội được chia thành chín bảng, với việc bốc thăm sử dụng hệ số đội tuyển quốc gia mới của UEFA để xác định các đội hạt giống.

Vòng loại khởi tranh từ tháng 8 năm 2010 và kết thúc vào tháng 11 năm 2011. 9 đội đứng đầu các bảng cùng với đội nhì có thành tích tốt nhất sẽ được vào vòng chung kết. 8 đội nhì bảng còn lại sẽ tham dự trận play-off hai lượt đi và về, đội thắng cuộc trong mỗi cặp đấu sẽ giành vé đến Ba Lan và Ukraina.

Các đội tham dự

Tính từ Euro 1996, có tất cả 16 đội tuyển quốc gia được tham dự vòng chung kết. Tuy vậy, một vài liên đoàn thành viên UEFA bày tỏ mong muốn mở rộng giải đấu lên 24 đội, mặc dù số thành viên UEFA hầu như không thay đổi kể từ lần cuối mở rộng năm 1996 (53 đội vào tháng 4 năm 2006 so với 48 đội tại Euro 1996).[29] Vào tháng 4 năm 2007, Ủy ban điều hành UEFA ra quyết định chính thức bác bỏ việc mở rộng tại Euro 2012.[30]

12 trong 16 đội vào vòng chung kết từng góp mặt tại Euro 2008, trong khi Anh và Đan Mạch, những đội từng tham dự Euro 2004, quay trở lại sau khi không vượt qua vòng loại giải đấu năm 2008. Cộng hòa Ireland lần thứ hai tham dự sau 24 năm vắng mặt. Đương kim vô địch Euro 2008, Tây Ban Nha, trở lại để bảo vệ danh hiệu của họ. Nếu Tây Ban Nha vô địch Euro 2012, họ sẽ trở thành đội bóng châu Âu đầu tiên đoạt 3 danh hiệu lớn (châu lục và thế giới) liên tiếp: Euro 2008, World Cup 2010 và Euro 2012. Tây Ban Nha cũng từng một lần vô địch vào năm 1964, khi họ là nước chủ nhà. Một trong đội đồng chủ nhà, Ukraina, lần đầu tham dự với tư cách là một quốc gia độc lập, dù đã từng vô địch giải đấu này khi còn là một phần của Liên Xô.

16 đội tuyển quốc gia tham dự vòng chung kết Euro 2012:[31]