东道主瑞士、奥地利直接晋级决赛圈，其他50支球队被分在7个小组，每个小组的前2名直接晋级决赛圈。16支进入决赛圈的球队分成4个小组，小组前两名晋级八强。随后经历4场1/4决赛、两场半决赛和一场决赛，最终决出冠军。
在预选赛中，波兰、意大利、希腊、捷克、克罗地亚、西班牙、罗马尼亚都以小组头名出线负成为预选赛积分最高的球队。葡萄牙、法国、土耳其、德国、俄罗斯、瑞典、荷兰以小组第二名的身份晋级，英格兰以1分之差无缘欧洲杯成为最大冷门。
在A组的揭幕战中，捷克替补斯维尔科什打进本届比赛第一粒进球，东道主首战落败。佩佩与梅雷莱斯助葡萄牙则2-0轻取土耳其，次战捷克，C罗传射，德科、夸雷斯马破门，葡萄牙两连胜提前晋级锁定头名。阿尔达-图兰第92分钟绝杀，土耳其2-1逆转送东道主提前出局。瑞士末轮2-0击败葡萄牙，用胜利告别。而开启逆转模式的土耳其更加疯狂，他们2球落后最终3-2逆转捷克，星月弯刀划过长空，尼哈特致命一击荡气回肠！
在B组，另一支东道主奥地利首战遭由魔笛点杀，波尔蒂王子则用2粒进球弑杀他的出生地波兰。德意志战车延续了“二战”颓势，格子军斯尔纳和奥里奇先后破门，波尔蒂破门难救主，小猪染红。奥地利用补时阶段的点球逼平波兰，保留了出线希望，最后一轮他们必须战胜德国，然而战车之魂巴拉克用一脚力劈华山的任意球击碎了东道主的梦，德国战车挺进八强。格子军的肾斗士克拉什尼奇攻入致胜球，他们小组全胜强势出线。
意大利、法国、荷兰、罗马尼亚，共同组成了死亡C组。法国闷平罗马尼亚，荷兰人则掀起橙色风暴，3-0终结了30年不胜意大利的尴尬。次战世界杯亚军法国，库伊特、范佩西、罗本、斯内德连入4球，荷兰4-1大胜，连续送给世界杯冠亚军3球耻辱。布冯扑出穆图的点球则保留了意大利人的出线希望。世界杯冠亚军末轮为争夺一个出线名额而生死对决，皮尔洛和德罗西破门，意大利人赢得晋级。
D组的西班牙一枝独秀，他们首战4-1大胜俄罗斯，新七号比利亚带帽，小法锦上添花。次战瑞典，比利亚在92分钟绝杀，西班牙提前锁定头名出线。四年前创造神话的卫冕冠军希腊队连续输给瑞典和俄罗斯，提前出局，成为本届比赛唯一一支三战全败的球队。俄罗斯与瑞典生死对决，瑞典人打平即可出线，但是俄罗斯沙皇阿尔沙文解禁复出，他策动帕夫柳琴科破门，随后凌空垫射锁定胜局，俄罗斯独立后首次杀进欧洲杯八强。
1/4决赛将大热必死的规律演绎到了极致。小猪2传1射，C罗状态糟糕，德国3-2战胜葡萄牙晋级。土耳其上演更恐怖的逆转，格子军的肾斗士克拉什尼奇第119分钟几乎绝杀，但塞米赫第121分钟扳平比分！莫德里奇和拉基蒂奇在点球大战相继射失，土耳其再次制造奇迹。夺冠大热门荷兰遇到了荷兰人希丁克执教的俄罗斯，阿尔沙文一战封神，他在加时赛传射建功让郁金香无奈凋零。最后一支幸存的小组头名西班牙被艰难出线的世界冠军意大利拖进点球大战，卡西扑出德罗西和迪纳塔莱的点球，斗牛士度过了最困难的一关。这场胜利对于西班牙王朝的建立起到了决定性作用。
半决赛中，新一代逆转之王土耳其遇到了老一代逆转之王德意志，博拉尔的进球让土耳其人本届比赛首次率先进球，小猪很快扳平比分，克洛泽头球超出比分后，塞米赫第86分钟再次将比赛拉回到平局。第89分钟，拉姆绝杀！突厥铁骑无力回天，悲壮出局。西班牙再次遇到俄罗斯，细腻的斗牛士让北极熊难以招架，哈维、古伊萨、席尔瓦先后破门，西班牙时隔24年再次杀进大赛决赛。
在维也纳恩斯特-哈佩尔球场，万众瞩目的欧洲杯决赛上演。托雷斯上半场先是击中立柱，第33分钟，哈维直传，托雷斯强超拉姆，抢在莱曼之前将球打进球门，一击制胜。此后，西班牙细腻的传切让德国人难以招架，最终他们1-0取胜，时隔44年再次登上欧洲之巅。西班牙大脑哈维当选最佳球员，被称为预选赛之王的昔日纸老虎西班牙终成正果。
1.西班牙王朝从阿尔卑斯之夏开启，2008年欧洲杯冠军，2010年世界杯冠军，2012年欧洲杯冠军，一个不可一世的红色帝国开始了对世界足坛的统治。
5.本届欧洲杯后，德国3次夺冠依然排名最高，法国、西班牙分别2夺冠军。德国6进决赛遥遥领先，苏联4次、西班牙3次分居二三。
6.巴拉克6年后再成四亚王。2002年，他成为世界杯亚军、欧冠亚军、德甲亚军、德国杯亚军。2008年，他又成为欧洲杯亚军、欧冠亚军、英超亚军、英联杯亚军。
7.德国队创纪录6次杀进决赛，胜负相隔。1972年冠军，1976年亚军，1980年冠军，1992年亚军，1996年冠军，2008年亚军。
10.本届欧洲杯成为小组头名的噩梦，葡萄牙、克罗地亚、荷兰、西班牙都是提前一轮锁定小组头名出线支，西班牙也只是通过点球晋级。
11.联合东道主瑞士奥地利都小组出局，欧洲杯首次没有东道主进入淘汰赛。2000年的比利时成为首支小组出局的东道主，但另一支东道主荷兰杀进四强。
12.两支东道主虽然都小组出局，但都取得了历史性突破，瑞士队取得了欧洲杯首胜，奥地利则取得了欧洲杯首粒进球。
13.希腊队小组出局，近4届欧洲杯只有1支卫冕冠军能够小组出线个积分。他们最后一场比赛在温布利大球场输给克罗地亚，眼睁睁地看着俄罗斯击败安道尔锁定一个出线名额，这让上轮千辛万苦在主场击败俄罗斯队的以色列人的努力变得没有任何意义，英格兰耻辱性的无缘欧洲杯。
