สหพันธ์ฟุตบอลยุโรป หรือ ยูฟ่า ทำการจับสลากศึก ยูฟ่า แชมเปี้ยนส์ ลีก ฤดูกาล 2016-17 รอบแบ่งกลุ่ม เป็นที่เรียบร้อย เมื่อคืนวันพฤหัสบดีที่ 25 สิงหาคม 2559 เวลา 23.00 น. (ตามเวลาประเทศไทย) โดยการจับสลากมีขึ้นที่ ราชรัฐโมนาโก ประเทศฝรั่งเศส
ผลการจับสลาก ยูฟ่า แชมเปี้ยนส์ ลีก รอบแบ่งกลุ่ม
กลุ่มเอ : เปแอสเช (ฝรั่งเศส), อาร์เซน่อล (อังกฤษ), เอฟซี บาเซิ่ล (สวิตเซอร์แลนด์), ลูโดโกเร็ตส์ (บัลแกเรีย)
กลุ่มบี : เบนฟิก้า (โปรตุเกส), นาโปลี (อิตาลี), ดินาโม เคียฟ (ยูเครน), เบซิคตัส (ตุรกี)
กลุ่มซี : บาร์เซโลน่า (สเปน), แมนเชสเตอร์ ซิตี้ (อังกฤษ), กลัดบัค (เยอรมนี), เซลติก (สกอตแลนด์)
กลุ่มดี : บาเยิร์น มิวนิค (เยอรมนี), แอต.มาดริด (สเปน), พีเอสวี ไอน์โฮเฟ่น (เนเธอร์แลนด์), รอสตอฟ (รัสเซีย)
กลุ่มอี : ซีเอสเคเอ มอสโก (รัสเซีย), เลเวอร์คูเซ่น (เยอรมนี), ท็อตแน่ม ฮอตสเปอร์ (อังกฤษ), โมนาโก (ฝรั่งเศส)
กลุ่มเอฟ : เรอัล มาดริด (สเปน), ดอร์ทมุนด์ (เยอรมนี), สปอร์ติ้ง (โปรตุเกส), ลีเกีย วอร์ซอว์ (โปแลนด์)
กลุ่มจี : เลสเตอร์ ซิตี้ (อังกฤษ), ปอร์โต้ (โปรตุเกส), คลับ บรูช (เบลเยียม), โคเปนเฮเก้น (เดนมาร์ก),
กลุ่มเอช : ยูเวนตุส (อิตาลี), เซบีย่า (สเปน), ลียง (ฝรั่งเศส), ดินาโม ซาเกร็บ (โครเอเชีย)
ทั้งนี้ ยูฟ่า แชมเปี้ยนส์ ลีก ฤดูกาล 2016-17 รอบแบ่งกลุ่ม นัดแรก จะเริ่มทำการแข่งขันกันในระหว่างวันที่ 13-14 กันยายน 2559
ยูฟ่า แชมเปี้ยนส์ ลีก ฤดูกาล 2016-17 รอบแบ่งกลุ่ม มีการแบ่งทีมวางเป็น 4 โถ ดังนี้
โถ 1 : เรอัล มาดริด (แชมป์เก่า, สเปน), บาเยิร์น มิวนิค (เยอรมนี), บาร์เซโลน่า (สเปน), เบนฟิก้า (โปรตุเกส), ยูเวนตุส (อิตาลี), ปารีส แซงต์ แชร์กแมง (ฝรั่งเศส), ซีเอสเคเอ มอสโก (รัสเซีย), เลสเตอร์ ซิตี้ (อังกฤษ)
โถ 2 : แอต.มาดริด (สเปน), โบรุสเซีย ดอร์ทมุนด์ (เยอรมนี), อาร์เซน่อล (อังกฤษ), แมนเชสเตอร์ ซิตี้ (อังกฤษ), ปอร์โต้ (โปรตุเกส), นาโปลี (อิตาลี), ไบเออร์ เลเวอร์คูเซ่น (เยอรมนี)