جرت مباريات مرحلة المجموعات في دوري أبطال أوروبا 2009–10 في الفترة ما بين 15 سبتمبر و9 ديسمبر 2009. وجرت قرعة المجموعات الثماني في 27 أغسطس 2009، في منتدى غريمالدي في موناكو.
تضمنت مرحلة المجموعات 22 متأهلا تلقائياً و10 فائزين من جولة المباريات الفاصلة (خمسة من خلال مسار الأبطال، خمسة من خلال مسار غير الأبطال).