La seconda fase a gruppi della Champions League 2000-2001 si è svolta dal 21 novembre 2000 al 13 marzo 2001. Hanno avuto accesso a tale fase i vincenti e i secondi classificati degli otto gironi della prima fase a gruppi. Le squadre sono state sorteggiate in quattro gruppi da quattro squadre, che si sono scontrate in gare di andata e ritorno, al termine delle quali avanzavano alla fase ad eliminazione diretta le prime due classificate di ciascun girone. Come sempre vengono assegnati tre punti in caso di vittoria, uno in caso di pareggio e zero in caso di sconfitta. In caso di parità di punteggio nella classifica, i criteri seguiti erano (nell'ordine):
Le squadre vincitrici degli otto gironi della prima fase sono state poste in due fasce in base al loro coefficiente UEFA, con le squadre con il punteggio più alto in prima fascia, mentre le squadre seconde classificate sono state poste nelle fasce 3 e 4, sempre in base al loro coefficiente UEFA. Non potevano essere sorteggiate nello stesso girone squadre della stessa federazione o che si fossero già scontrate nella prima fase.
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