北京時間12月16日19點，2019-20賽季歐冠淘汰賽對陣抽籤儀式在瑞士尼翁的歐足聯總部進行，16支球隊捉對廝殺。

本賽季來自五大聯賽的球隊包攬了16強的全部席位。具體分佈為：

英超：利物浦、切爾西、曼城、熱刺，四支球隊全部晉級；西甲：巴薩、皇馬、瓦倫、馬競，四支球隊全部晉級；意甲：尤文、那不勒斯、亞特蘭大，三支球隊晉級。德甲：拜仁、多特、萊比錫，三支球隊晉級。法甲：巴黎和里昂，兩支球隊晉級。

小組第一的球隊作為種子隊，他們將先踢客場，後踢主場。16支球隊中，排名小組第一（種子隊）的分別是巴黎聖日耳曼、拜仁慕尼黑、曼城、尤文圖斯、利物浦、巴塞羅那、萊比錫RB和瓦倫西亞。小組第二的球隊（非種子隊）包括皇家馬德里、熱刺、亞特蘭大、馬德里競技、那不勒斯、多特蒙德、里昂和切爾西。

本賽季抽籤的規則跟往年一樣，小組第一對陣小組第二，同組的球隊迴避，同足協的球隊迴避。最終抽籤結果如下：

多特蒙德VS巴黎聖日耳曼皇家馬德里VS曼城亞特蘭大VS瓦倫西亞馬德里競技VS利物浦切爾西VS拜仁慕尼黑里昂VS尤文圖斯熱刺VS萊比錫RB那不勒斯VS巴塞羅那