抽签再次由欧足联的“黄金搭档”——秘书长詹尼·因凡蒂诺和竞赛部主任乔治奥·马尔凯蒂主持，并由本赛季的决赛大使、前德国国脚卡尔-海因茨·里德尔协助。
欧冠16强对阵赛制（前者先主场）：
巴黎 VS 切尔西
曼城 VS 巴塞罗那
勒沃库森 VS 马德里竞技
尤文图斯 VS 多特蒙德
沙尔克04 VS 皇家马德里
顿涅茨克矿工 VS 拜仁
阿森纳 vs 摩纳哥
巴塞尔 VS 波尔图
里德尔表示职业生涯最难忘的时刻是随多特蒙德夺得欧冠冠军欧冠决赛巴萨vs切尔西，他也极力推荐本赛季欧冠决赛将举办的球场。抽签仪式上，第一支被抽中的球队是巴黎圣日耳曼，对手是切尔西；其次是曼城欧冠决赛巴萨vs切尔西，对手是巴萨；然后是勒沃库森，对手是马竞；尤文图斯抽到多特蒙德；沙尔克04抽到皇马；顿涅茨克矿工抽到拜仁；阿森纳抽到摩纳哥；巴塞尔抽到波尔图。
本赛季欧冠联赛1/4决赛两回合比赛将于2015年2月17日至18日、2月24日至25日、3月10日至11日、3月17日至18日举行欧冠决赛巴萨vs切尔西，1/4决赛和半决赛抽签仪式分别于3月20日和4月24日当地时间中午12点在尼翁举行。
根据小组赛成绩，冠亚军球队如下：
顶级球队：皇家马德里（西班牙）、马德里竞技（西班牙）、巴塞罗那（西班牙）、拜仁慕尼黑（德国）、多特蒙德（德国）、切尔西（英格兰）、波尔图（葡萄牙）、摩纳哥（法国）
第二队：勒沃库森（德国）、沙尔克04（德国）、曼城（英格兰）、阿森纳（英格兰）、尤文图斯（意大利）、巴塞尔（瑞士）、巴黎圣日耳曼（法国）、顿涅茨克矿工（乌克兰）
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