En el sorteo de octavos de final estarán nueve campeones de Europa, y al margen del Málaga que es debutante, los otros 15 conjuntos ya han participado en esta ronda con anterioridad. En los octavos de final estarán representados nueve países distintos y sólo cinco de los 16 equipos estuvieron en esta ronda la pasada temporada: Bayern, Barça, Arsenal, Milan y Real Madrid. Sólo dos equipos no han empezado su participación en la fase de grupos: Málaga en los play-offs y Celtic en la tercera ronda. El sorteo será conducido por el Secretario General de la UEFA, Gianni Infantino, y por el director de competiciones de la UEFA, Giorgio Marchetti, y estarán ayudados por el embajador de la final, Steve McManaman.
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Los campeones de grupo jugarán a domicilio los partidos de ida, que se disputarán los días 12/13 y 19/20 de febrero, y en casa los partidos de vuelta, que se jugarán el 5/6 y 12/13 de marzo. No puede haber enfrentamientos entre equipos del mismo país o que hayan coincidido en la fase de grupos. El sorteo de cuartos y semifinales tendrá lugar el 15 de marzo, y la final de la Champions se jugará en Londres el 25 de mayo de 2013.
Los equipos se divididen en dos bombos: 1 Campeones de grupo 2 Segundos de grupo.
Bombo 1. Campeones de grupo: (Posibles rivales en el sorteo)
PSG: Puede jugar contra Arsenal, Milan, Madrid, Shakhtar, Valencia, Celtic, Galatasaray
Schalke 04: Puede jugar contra Oporto, Milan, Madrid, Shakhtar, Valencia, Celtic, Galatasaray
Málaga: Puede jugar contra Oorto, Arsenal, Shakhtar, Celtic, Galatasaray
Borussia: Puede jugar contra Oporto, Arsenal, Milan, Shakhtar, Valencia, Celtic, Galatasaray
Juventus: Puede jugar contra Oporto, Arsenal, Madrid, Valencia, Celtic, Galatasaray
Bayern: Puede jugar contra Oporto, Arsenal, Milan, Madrid, Shakhtar, Celtic, Galatasaray
Barça: Puede jugar contra Oporto, Arsenal, Milan, Shakhtar, Galatasaray
Manchester United: Puede jugar contra Oporto, Milan, Madrid, Shakhtar, Valencia, Celtic
Bombo 2. Segundos de grupo: (Posibles rivales en el sorteo)
Oporto: Puede jugar contra Schalke, Málaga, Dortmund, Juventus, Bayern, Barça y M.United
Arsenal: Puede jugar contra PSG, Málaga, Dortmund, Juventus, Bayern, Barcelona
Milan: Puede jugar contra PSG, Schalke, Dortmund, Bayern, Barcelona y M.United
Real Madrid: Puede jugar contra PSG, Schalke, Juventus, Bayern, Manchester United
Shakhtar: Puede jugar contra PSG, Schalke, Málaga, Dortmund, Bayern, Barça, M.United
Valencia: Puede jugar contra PSG, Schalke, Dortmund, Juventus, Manchester United
Celtic: Puede jugar contra PSG, Schalke, Málaga, Dortmund, Juventus, Bayern, M.United
Galatasaray: Puede jugar contra PSG, Schalke, Málaga, Dortmund, Juventus, Bayern, Barça
Los posibles rivales del Barça son: Oporto, Arsenal, Milan, Shakhtar o Galatasaray. Todos acabaron como segundos. Análisis | Así son los posibles rivales del Barça en octavos