Undian babak 16 besar akan digelar pada Senin (11/12) di Nyon, Swiss, dengan pertandingan pertama akan digelar pada pertengahan Februari 2018.
Dalam proses pengundian, sebanyak delapan tim juara grup akan berada pada pot satu yang akan diundi melawan delapan tim dari pot kedua yang merupakan runner-up dari masing-masing grup.
Tim-tim yang menjadi juara grup adalah Manchester United, Paris Saint Germain (PSG), AS Roma, Barcelona, Liverpool, Manchester City, Beşiktaş, dan Tottenham Hotspur.
Adapun tim-tim pot kedua atau runner up adalah FC Basel, Bayern Muenchen, Chelsea, Juventus, Sevilla, Shakhtar, Porto, dan Real Madrid.
Berikut hasil pertandingan fase grup terakhir Liga Champions yang dilansir UEFA:
Grup A
Benfica 0 - 2 Basel
Manchester United 2 - 1 CSKA Moscow
Grup B
Bayern Munich 3 - 1 Paris Saint Germain
Celtic 0 - 1 Anderlecht
Grup C
Chelsea 1 - 1 Atletico Madrid
Roma 1 - 0 Qarabag FK
Grup D
Barcelona 2 - 0 Sporting CP
Olympiacos 0 - 2 Juventus
Grup E
Liverpool 7 - 0 Spartak Moscow
Maribor 1 - 1 Sevilla
Grup F
Feyenoord 2 - 1 SSC Napoli
Shakhtar Donetsk 2 - 1 Manchester City
Grup G
FC Porto 5 - 2 Monaco
RasenBallsport Leipzig 1 - 2 Besiktas
Grup H
Real Madrid 3 - 2 Borussia Dortmund
Tottenham Hotspur 3 - 0 APOEL Nicosia
Klasemen akhir:
| Posisi Klub | Poin | Posisi Klub | Poin |
| Group A Manchester United FC FC Basel CSKA Moskva Benfica Group B Paris Saint-Germain Bayern München Celtic FC Anderlecht Group C AS Roma Chelsea FC Atl Madrid Qarabag Group D FC Barcelona Juventus Sporting CP Olympiacos FC | Points 15 12 9 0 Points 15 15 3 3 Points 11 11 7 2 Points 14 11 7 1 | Group E Liverpool FC Sevilla FC FC Spartak Moskva NK Maribor Group F Manchester City FC FC Shakhtar Donetsk SSC Napoli Feyenoord Group G Beşiktaş JK FC Porto RB Leipzig AS Monaco FC Group H Tottenham Hotspur FC Real Madrid CF Borussia Dortmund APOEL FC | Points 12 9 6 3 Points 15 12 6 3 Points 14 10 7 2 Points 16 13 2 2 |