La segunda fase de grupos de la Liga de Campeones de la UEFA 2000-01 se disputó del 21 de noviembre de 2000 al 14 de marzo de 2001. Ocho ganadores y ocho segundos clasificados de la primera fase de grupos fueron sorteados en cuatro grupos de cuatro, cada uno de los cuales contenía dos ganadores de grupo y dos segundos clasificados. No se pueden sortear juntos equipos del mismo país o del mismo grupo de la primera ronda. Los dos primeros equipos de cada grupo avanzaron a los cuartos de final.
La clasificación se determinó en función de los coeficientes UEFA [1] y de las primeras posiciones de los participantes en la fase de grupos. Los cuatro ganadores de grupo mejor clasificados fueron clasificados en el Bombo 1, y los cuatro restantes en el Bombo 2. Los segundos clasificados de grupo fueron clasificados en los Bombos 3 y 4, respectivamente.