Avrupa'nın kulüpler bazındaki bir numaralı kupasında ilk kez 2002-2003 sezonunda eleme oynayan sarı-lacivertiler, Hollanda'nın Feyenoord takımını geçmeyi başaramadı. Sarı-lacivertliler 3. eleme turunda rakibine deplasmanda 1-0, evinde 2-0 ile boyun eğdi.
Fenerbahçe, 2006-2007 sezonunda 2. eleme turunda Faroe Adaları'ndan Torshavn ekibini sahasında 4-0, deplasmanda ise 5-0'lık skorlarla geçerken, 3. eleme turunda Ukrayna'nın Dinamo Kiev takımıyla eşleşti. Sarı-lacivertliler, deplasmanda 3-1 yenildiği rakibiyle sahasında 2-2 berabere kaldı ve turu Ukrayna ekibine kaptırdı.
Şampiyon tamamladığı 2010-2011 sezonuna kötü bir başlangıç yapan Fenerbahçe, 3. eleme turunda İsviçre'nin Young Boys takımını geçmeyi başaramadı. Sarı-lacivertli ekip, ilk maçta deplasmanda 2-2 berabere kaldığı eşleşmede evinde ikinci maçı 1-0 kaybederek Şampiyonlar Ligi şansını kaybetti.
"Devler Ligi"ne 2012-2013 sezonunda 3. eleme turundan katılan Fenerbahçe, Romanya'nın Vaslui ekibini eleyerek play-off'a yükseldi. Bu turda ise Rusya'nın Spartak Moskova takımıyla eşleşen sarı-lacivertliler, deplasmanda 2-1 yenildiği rakibiyle evinde 1-1 berabere kalarak yoluna UEFA Avrupa Ligi'nde devam etmek zorunda kaldı.
2013-2014 sezonunda Şampiyonlar Ligi elemelerine 3. turdan dahil olan Fenerbahçe, Avusturya'nın Salzburg takımını eleyerek play-off etabına adını yazdırdı. Bu turda İngiltere'nin Arsenal takımıyla eşleşen Fenerbahçe, evinde 3-0, deplasmanda ise 2-0'lık skorlarla rakibine mağlup oldu.
2013-2014 sezonunda Şampiyonlar Ligi elemelerine 3. turdan dahil olan Fenerbahçe, Avusturya'nın Salzburg takımını eleyerek play-off etabına adını yazdırdı. Bu turda İngiltere'nin Arsenal takımıyla eşleşen Fenerbahçe, evinde 3-0, deplasmanda ise 2-0'lık skorlarla rakibine mağlup oldu.
Fenerbahçe, 2015-2016 sezonunda Ukrayna'nın Shakhtar Donetsk takımıyla 3. eleme turunda eşleşirken, evinde 0-0 berabere kaldığı rakibine deplasmanda 3-0 yenilerek elendi.
Sarı-lacivertliler, 2016-2017 sezonunda Şampiyonlar Ligi'nde 3. eleme turunda Fransa'nın Monaco ekibiyle eşleşti. İlk müsabakada evinde rakibini 2-1 mağlup eden Fenerbahçe, deplasmanda 3-1'lik yenilgi yaşayarak turnuvanın dışında kaldı.
Sarı-lacivertli ekip, 2018-2019 sezonunda 3. eleme turunda Portekiz'in Benfica ekibiyle eşleşti. Deplasmanda 1-0 yenildiği rakibiyle evinde 1-1 berabere kalan sarı-lacivertliler, yoluna UEFA Avrupa Ligi'nde devam etti.
2022-2023 sezonunda teknik direktör Jorge Jesus yönetiminde 2. eleme turunda eşleştiği Ukrayna'nın Dinamo Kiev ekibiyle deplasmanda 0-0 berabere kalan Fenerbahçe, evinde ise rakibine 2-1 mağlup oldu.
Son olarak Fransa'nın Lille takımıyla eşleşen sarı-lacivertliler, deplasmanda 2-1 kaybettiği maçın rövanşında sahasında rakibiyle 1-1 berabere kalarak Avrupa'nın en büyük organizasyonuna 10. kez elemelerden katılamadı.
