Уперше команда опинилася в групі ЛЧ у сезоні-2000/2001, під керівництвом Віктора Прокопенка. У подальшому доля «Шахтаря» в найпрестижнішому клубному турнірі Європи складалася по-різному. Поки що найвищим досягненням клубу в Лізі чемпіонів УЄФА залишається вихід до 1/4 фіналу в сезоні-2010/2011.

2000/2001

У групі B «Шахтар» опинився в компанії «Арсеналу», «Лаціо» й «Спарти». Вигравши лише два домашні матчі, у чехів та англійців, український клуб посів у квартеті третє місце.

2004/2005

Друга спроба пробитися до плей-офф Ліги чемпіонів виявилася для «Шахтаря» також невдалою. У компанії з «Міланом», «Барселоною» та «Селтіком» наш клуб виявився третім зайвим. В активі команди знову дві домашні перемоги — над шотландцями та іспанцями.

2006/2007

І знову невдача! Знову «Шахтар» виявився лише третім у групі з «Валенсією», «Ромою» та «Олімпіакосом». Утім, цього разу українці задовольнилися лише однією перемогою в групі — вдома були обіграні італійці.

2007/2008

Чергове розчарування для «Шахтаря». Наш клуб посів четверте місце в групі, де боровся з «Міланом», «Селтіком» і «Бенфікою». В активі — дві перемоги. Удома були обіграні шотландці, а на виїзді — португальці.

2008/2009

У цьому груповому раунді «Шахтар» здобув уже три перемоги, але й це не допомогло команді піднятися у квартеті вище третього місця. Суперниками гірників були «Спортінг», «Барселона» й «Базель». «Шахтар» двічі обіграв швейцарців і здобув вікторію на «Камп Ноу».

2010/2011

Історичний прорив до плей-офф Ліги чемпіонів УЄФА «Шахтар» здійснив у групі з «Арсеналом», «Брагою» та «Партизаном». Здобувши п’ять перемог із шести можливих (поступилися лише англійцям у Лондоні), українці посіли перше місце у квартеті. В 1/8-й двічі була обіграна «Рома», а у чвертьфіналі гірників зупинила «Барселона».

2011/2012

Одна перемога, в останньому турі групового раунду над АПОЕЛем, дозволила «Шахтарю» посісти лише четверте місце у квартеті, де, окрім українців і кіпріотів, виступали ще «Зеніт» і «Порту».

2012/2013

У цьому сезоні «Шахтар» удруге вийшов до плей-офф ЛЧ. У групі з «Ювентусом», «Челсі» й «Норшелланном» українці тричі святкували перемогу: двічі обіграли данців і здобули домашню вікторію у грі з англійцями. Утім, уже в 1/8-й гірники поступилися майбутньому фіналісту турніру, дортмундській «Боруссії».

2013/2014

Невдалий сезон у Лізі чемпіонів «Шахтар» ознаменував третім місцем у групі з «Манчестер Юнайтед», «Байєром» і «Реал Сосьєдадом». На рахунку українського клубу — дві перемоги над іспанцями.

2014/2015

Третій вихід до плей-офф «Шахтар» оформив у боротьбі з «Порту», «Атлетіком» і БАТЕ. Друге місце у квартеті українському клубу забезпечили дві перемоги над білорусами, а також лише одна поразка — вдома від іспанців. В 1/8 фіналу «Шахтар» зупинила «Баварія».

2015/2016

Невдала спроба пробитися до плей-офф турніру. «Шахтар» посів третє місце у групі з «Парі Сен-Жермен», «Реалом» і «Мальме». Українці здобули лише одну перемогу — вдома були обіграні шведи.

2017/2018

Четвертий вихід «Шахтаря» до плей-офф Ліги чемпіонів! У групі з «Манчестер Сіті», «Наполі» й «Фейєнордом» гірники посіли друге місце. Двічі українці обіграли голландську команду й по разу (вдома) — англійську та італійську. В 1/8 фіналу на «Шахтар» чекають дві зустрічі з «Ромою». Домашня відбудеться 21 лютого, а виїзна — 13 березня.