Berbarengan dengan hasil tersebut, Benfica meraih kemenangan 2-0 atas Dynamo Kiev di pertandingan lain, sehingga merebut satu tiket babak 16 besar Liga Champions tersisa di Grup E.
Sedangkan Barca, untuk pertama kalinya setelah lebih dari dua dasawarsa harus absen dari babak gugur Liga Champions.
Baca juga: Tekuk Malmo 1-0, Juventus juara Grup H Liga Champions
Baca juga: Chelsea ditahan imbang Zenit 3-3
Bayern jadi tim ketiga yang menyapu bersih kemenangan dalam enam pertandingan fase penyisihan grup Liga Champions musim ini setelah Liverpool dan Ajax, demikian catatan laman resmi UEFA.
Barcelona, yang mengusung beban wajib menang jika ingin lolos, berusaha tampil menekan sejak awal laga tetapi umpan silang Ronald Araujo bisa disapu oleh Niklas Sule sedangkan tembakan Jordi Alba masih mudah diamankan kiper Manuel Neuer.
Pada menit ke-21, Barcelona memperoleh peluang bagus ketika Memphis Depay menyodorkan umpan kepada Ousmane Dembele di tepian kotak penalti, sayang tembakan akhir pemain asal Prancis itu masih terlalu tinggi di atas mistar gawang.
Mampu meredam serangan-serangan Barca, tuan rumah kemudian sukses membuka keunggulan pada menit ke-34 saat Thomas Mueller menyambut umpan Robert Lewandowski.
Keunggulan Bayern digandakan dua menit jelang turun minum saat Leroy Sane dibiarkan memiliki ruang tembak yang begitu leluasa untuk menaklukkan kiper Marc-Andre ter Stegen dan melesakkan bola ke pojok atas gawang.
Upaya Barca untuk bangkit kiat dipersulit sebab pada menit ke-62 gawang mereka bobol lagi ketika talenta muda Jamal Musiala berdiri tanpa kawalan menyelesaikan umpan Alphonso Davies demi memperlebar keunggulan Bayern 3-0.
Barca nyaris tak bisa melakukan banyak hal di sisa waktu yang ada dan harus menerima kenyataan pahit untuk pertama kalinya sejak 2000 absen dari babak gugur Liga Champions dan turun kasta ke Liga Europa.
Baca juga: Liverpool singkirkan Milan di Liga Champions
Baca juga: Tekuk Sporting 4-2, Ajax catatkan rekor sempurna fase grup