16 đội bóng giành quyền lọt vào vòng 1/8 Cúp C1 mùa này gồm: Bayern Munich, Copenhagen (bảng A), Arsenal và PSV Eindhoven (bảng B), Real Madrid, Napoli (bảng C), Real Sociedad, Inter Milan (bảng D), Atletico Madrid, Lazio (bảng E), Dortmund, PSG (bảng F), Man City, Leipzig (bảng G) và Barca, Porto (bảng H).
8 đội đứng đầu vòng bảng vào cùng một nhóm hạt giống, 8 đội còn lại vào một nhóm, điều đó đồng nghĩa các đội hạt giống sẽ gặp các đội nhì bảng ở vòng 1/8 Champions League. Tuy nhiên, các CLB đã từng gặp nhau ở vòng bảng và các CLB cùng một quốc gia sẽ không gặp nhau ở vòng 1/8 Champions League. Đội đứng đầu vòng bảng sẽ được đá trận lượt về trên sân nhà.
Nhóm hạt giống (đội đứng đầu vòng bảng): Arsenal, Atletico de Madrid, Barcelona, Bayern Munich, Borussia Dortmund, Manchester City, Real Madrid, Real Sociedad.
Nhóm không phải hạt giống (đội xếp thứ hai vòng bảng): FC Copenhagen, PSV Eindhoven, Napoli, Inter Milan, Lazio, PSG, RB Leipzig, FC Porto.
Kết quả bốc thăm vòng 1/8 Champions League kết thúc với 8 cặp đấu như sau: FC Porto - Arsenal; Napoli - Barcelona; PSG - Real Sociedad; Inter Milan - Atletico Madrid; PSV - Borussia Dortmund; Lazio - Bayern Munich; FC Copenhagen - Man City; RB Leipzig - Real Madrid.
Trận lượt đi vòng 16 đội Champions League sẽ diễn ra vào ngày 13, 14 và 20, 21/2/2024, các trận lượt về diễn ra vào ngày 5, 6 và 12, 13/3/2024 (giờ quốc tế).
