Le club de la capitale retrouve la Ligue des Champions en 2013 à la faveur de son titre en championnat, et affronte en huitièmes de finale les Slovènes de Gorenje Velenje. Lors de la manche aller, les Rouge et Bleu sont en difficulté. Menés à la mi-temps (13-16), ils manquent d'arracher un nul, avant de concéder une courte défaite dans les derniers instants de la partie (28-30).
Le 30 mars 2014, à la Halle George Carpentier, Paris est une nouvelle fois dos au mur au moment de rentrer aux vestiaires (30e : 17-17). les hommes de Philippe Gardent trouvent cependant un second souffle dans le deuxième acte, et parviennent à renverser cette double-confrontation piégeuse (34-25). Tous deux auteurs de sept buts, Róbert Gunnarsson et Mikkel Hansen sont déterminants dans cette qualification.
Les Rouge et Bleu repassent par le stade des huitièmes lors de la saison 2014-2015, et affrontent Dunkerque, qui leur a ravi le titre sur la scène nationale la saison précédente. Un air de revanche flotte sur cette affiche, qui se solde par deux rencontres serrées. Les Parisiens s'imposent dans le Nord (23-21), avant de récidiver à domicile (23-22). Deux succès qui portent le sceau de Mikkel Hansen, une nouvelle fois particulièrement décisif avec 19 buts au total sur les deux confrontations.
Deux ans plus tard, un autre adversaire français se présente à ce stade de la compétition face au club de la capitale, Nantes. Une nouvelle fois, la rencontre aller est particulièrement disputée, et les Parisiens concèdent un nul dans les dernières secondes (26-26). La donne change au retour, et, malgré les 10 réalisations d'un futur Rouge et Bleu, David Balaguer, le H s'incline à Coubertin (35-27). Impérial, Paris se qualifie pour les quarts de finale, et jouera même sa première finale de Ligue des Champions au cours de cette saison.
Après deux qualifications consécutives en quarts de finale et le Final 4 de la saison 2019-2020 (au cours d'une saison tronquée par la pandémie de Covid), le club de la capitale est de retour au stade des huitièmes en 2020-2021, et s'impose sans trembler contre Celje (37-24 / 31-23). La bataille est plus rude contre les Norvégiens d'Elverum la saison suivante, avec notamment un match aller aux rebondissements multiples, qui s'achève sur un nul (30-30).
Kamil Syprzak s'offre un impressionnant total de 12 buts, son record en Ligue des Champions sous le maillot parisien, alors que dans le camp d'en face, un certain Sindre Heldal est également buteur, trois ans avant de rejoindre la capitale. Au retour, les Rouge et Bleu font la différence à Coubertin pour rallier les quarts (37-30). En 2024, Paris décroche sa qualification avec autorité face à Plock (30-26 / 34-33), porté par un grand Elohim Prandi (huit buts à l'aller, neuf au retour).
Eliminé à ce stade la saison dernière par Szeged, le club de la capitale veut éviter une deuxième déconvenue de suite, face à un autre club hongrois, Veszprém. Mais après un match aller difficile (24-32), il faudra réaliser une incroyable performance pour renverser la situation. A Coubertin, il faudra l'appui d'un public en feu pour décrocher une qualification en quarts de finale. Rendez-vous ce soir à 20h45 !