Ngày 1/11/2011, Barca có chuyến làm khách đến sân của Viktoria Plzen ở vòng bảng Champions League. Trước đối thủ yếu hơn nhiều, đội bóng Tây Ban Nha đã dễ dàng làm chủ thế trận và giành chiến thắng 4-0. Messi ghi hat-trick ở các phút 24, 45+2 và 90+2. Bàn còn lại được thực hiện bởi Fabregas.

3 bàn thắng trong trận đấu đó giúp Messi đi vào lịch sử Barca với tư cách cầu thủ đầu tiên ghi được 2 hat-trick tại Champions League (tính từ khi giải đấu đổi tên năm 1992). Đến nay, kỷ lục này của siêu sao người Argentina vẫn được duy trì khi những cầu thủ đã từng ghi 1 hat-trick cho Barca ở đấu trường số 1 châu Âu đều đã giải nghệ hoặc rời đội bóng xứ Catalan.

Tính đến thời điểm hiện tại, Messi cũng đang giữ kỷ lục là người có nhiều hat-trick nhất Champions League với 8 lần, ngang với Cristiano Ronaldo. Ở mùa giải 2021/2022, Messi đã có được 3 bàn thắng ở Champions League cho PSG sau 3 lượt trận của vòng bảng.