Lễ bốc thăm được tổ chức tại Trường quay RTS ở Geneva, Thụy Sĩ vào ngày 1 tháng 10 năm 2020 lúc 17:00 CEST.[2]

32 đội được bốc thăm vào 8 bảng 4 đội, với hạn chế là các đội từ cùng hiệp hội không được bốc thăm để đối đầu với nhau. Đối với lễ bốc thăm, các đội được xếp hạt giống vào bốn nhóm dựa trên những nguyên tắc sau (Quy định Điều 13.06):

• Nhóm 1 chứa đội đương kim vô địch Champions League và Europa League, và các đội vô địch của 6 hiệp hội hàng đầu dựa trên hệ số quốc gia UEFA năm 2019 của họ. Nếu một hoặc cả hai đội đương kim vô địch là một trong những đội vô địch của 6 hiệp hội hàng đầu, đội vô địch của hiệp hội có thứ hạng cao tiếp theo cũng được xếp hạt giống vào Nhóm 1.
• Nhóm 2, 3 và 4 chứa các đội còn lại, được xếp hạt giống dựa trên hệ số câu lạc bộ UEFA năm 2020 của họ.[3]

Vào ngày 17 tháng 7 năm 2014, Ban hội thẩm khẩn cấp UEFA quy định các câu lạc bộ Ukraina và Nga sẽ không được bốc thăm để đối đầu với nhau "cho đến khi có thông báo mới nhất" do tình trạng chính trị bất ổn giữa 2 quốc gia.[4]

Hơn nữa, đối với các hiệp hội với hai hoặc nhiều đội, các đội được xếp cặp nhằm để chia họ ra làm hai nhóm 4 bảng (A–D, E–H) nhằm tối đa việc phát sóng truyền hình. Đối với mỗi cặp đội, đội nào được bốc thăm đầu tiên thì có 2 lựa chọn: nhóm A–D hoặc nhóm E–H. Sau khi đội đó rơi vào 1 trong 4 bảng thuộc 1 nhóm bất kỳ, thì đội còn lại trong cặp chỉ có thể vào 1 trong 4 bảng thuộc nhóm còn lại. Những đội không được xếp cặp do số đội của hiệp hội đó bị lẻ, thì có 2 lựa chọn là nhóm A-D hoặc nhóm E-H, tùy thuộc vào diễn biến bốc thăm. Các cặp đội sau đây được công bố bởi UEFA sau khi các đội tham dự vòng bảng được xác nhận:[5]

Ở mỗi lượt trận, một nhóm 4 bảng thi đấu các trận đấu của họ vào Thứ Ba, trong khi nhóm 4 bảng còn lại thi đấu các trận đấu của họ vào Thứ Tư, với thứ tự thi đấu của 2 nhóm thay đổi giữa mỗi lượt trận. Các lượt trận đã được xác định sau lễ bốc thăm, sử dụng máy vi tính để bốc thăm không công khai, với trình tự các trận đấu như sau (Quy định Điều 16.02):[6]

Có những hạn chế về việc sắp xếp lịch thi đấu: ví dụ, các đội từ cùng thành phố (như là Real Madrid và Atlético Madrid hay Manchester City và Manchester United) nói chung không được xếp lịch để thi đấu tại sân nhà trong cùng một lượt trận (để tránh các đội thi đấu tại sân nhà trong cùng ngày hoặc các ngày liên tiếp, vì lý do hậu cần và kiểm soát đám đông), và các đội từ "các quốc gia mùa đông lạnh" (như là Nga) không được xếp lịch để thi đấu tại sân nhà trong lượt trận cuối cùng (do thời tiết giá lạnh).