O sorteo para a fase de clasificación da Eurocopa 2012 tivo lugar en Varsovia o 7 de febreiro de 2010. Cincuenta e un equipos entraron para competir polos catorce lugares restantes na fase final, xunto cos anfitrións Polonia e Ucraína. Os equipos foron divididos en nove grupos, co sorteo usando o novo coeficiente da selección nacional da UEFA por primeira vez para determinar as cotas. Como campións defensores, España foi clasificada como primeira automaticamente. O proceso de clasificación comezou en agosto de 2010 e rematou en novembro de 2011. Ao final da fase de clasificación en outubro de 2011, os nove gañadores de grupos clasificáronse automaticamente, xunto co segundo equipo clasificado. Os oito equipos restantes clasificáronse en play-offs de dúas etapas, e os catro gañadores clasificáronse para a fase final.
agosto de 2010