La prima gara stagionale è il primo turno di Coppa di Germania contro il Teutonia Ottensen, vinto 8-0. Alla prima giornata di campionato il Leverkusen batte 3-2 il RB Lipsia e successivamente 3-0 il M'Gladbach, dove Boniface segna il suo primo gol con le Aspirine. Pochi giorni dopo viene sorteggiato il girone di UEFA Europa League, conquistato in virtù del sesto posto dell'annata precedente, ed è composto da Qarabağ, Molde e Häcken. Il 15 settembre c'è il primo scontro diretto con il Bayern Monaco campione uscente e degli ultimi 11 anni di Bundesliga e ne esce un pareggio per 2-2. L'esordio in Europa League avviene 6 giorni più tardi ed è un 4-0 rifilato all'Hacken.
Da qui il Leverkusen inanella 13 vittorie consecutive tra campionato e coppe, fermandosi solo con un pareggio contro il Borussia Dortmund il 3 dicembre. 11 giorni dopo il Leverkusen, battendo 5-1 il Molde, conclude il girone di Europa League da primo a punteggio pieno, seguito poi dagli azeri del Qarabag. Il momento chiave della stagione arriva tra gennaio e febbraio, in cui le Aspirine ottengono due vittorie di misura oltre il novantesimo minuto contro Augsburg (firmato Ezequiel Palacios) e contro il Lipsia (dove segnano Tella, Jonathan Tah e Piero Hincapié, l'autore del gol vittoria), eliminano poi lo Stoccarda dalla Coppa di Germania approdando in semifinale e soprattutto battono 3-0 il Bayern Monaco nello scontro diretto, con le reti di Grimaldo, Jeremie Frimpong e Josip Stanisic, uno degli acquisti estivi, in prestito proprio dai bavaresi.
In Europa League, nel mese successivo, il Leverkusen affronta agli ottavi di nuovo il Qarabag, che aveva a sorpresa eliminato il Braga nel turno precedente. La doppia sfida sarà più complicata del previsto: sia all'andata sia al ritorno il Qarabag va avanti infatti di due gol. Ma Patrik Schick segnerà un gol all'andata e due al ritorno, tutti oltre il novantesimo, che, sommati a quelli di Florian Wirtz all'andata e di Frimpong al ritorno, saranno decisivi per il passaggio del turno. Battendo 3-2 il Friburgo il 17 marzo, il Leverkusen chiude, prima della pausa per le nazionali, al primo posto con molti punti di vantaggio sul Bayern Monaco, che nel frattempo ha iniziato una crisi di risultati che permette agli uomini di Xabi Alonso di andare in fuga. Alla ripresa, il Leverkusen batte 2-1 l'Hoffenheim e poi approda in finale di Coppa di Germania battendo 4-0 il Fortuna Düsseldorf.
Il 14 aprile 2024, con una vittoria per 5-0 sul Werder Brema in cui spicca la tripletta di Wirtz, miglior giocatore della stagione del Leverkusen, le Aspirine si laureano campioni di Germania per la prima volta nella loro storia, essendo il +16 accumulato sul Bayern Monaco non più colmabile. Quattro giorni più tardi eliminano il West Ham Utd dall'Europa League qualificandosi per le semifinali contro la Roma, carnefice del connazionale Milan e già avversario delle semifinali di Europa League dell'edizione precedente. Proprio nella sfida che estromette il West Ham dalla competizione, il Leverkusen diventa la squadra con la striscia d'imbattibilità più lunga in una stagione del XXI secolo: 44 partite, superando la Juventus annata 2011/2012.
La striscia viene poi portata a 45 agguantando il pareggio in casa del Borussia Dortmund al minuto 96 con rete di Stanisic e a 46 con un altro pareggio al 96° contro la sorpresa Stoccarda, portando inoltre a quota 20 i gol segnati dal Leverkusen nei minuti di recupero. Questo dato destò molto clamore tra gli appassionati, facendo guadagnare alla squadra il nomignolo di Neverlusen. Il 9 maggio, pareggiando contro la Roma (dopo che i giallorossi si erano portati in vantaggio di due gol e con l'ennesimo pareggio all'ultimo minuto), il Leverkusen approda in finale di Europa League contro l'Atalanta con un totale di 4-2. Proprio grazie a questo pareggio le Aspirine salgono a quota 49 gare senza sconfitte tra tutte le competizioni, diventando la squadra con la striscia d'imbattibilità più lunga della storia del calcio (il precedente record del Benfica della stagione 1963-64). Il 18 maggio, battendo 2-1 l'Augsburg, diventano la prima squadra della storia della Bundesliga a concludere un campionato da imbattuti (90 punti). Il 22 maggio il Leverkusen gioca la finale di Europa League e, contro i pronostici, perde la partita per 3-0 con la tripletta dell'attaccante nigeriano Ademola Lookman, interrompendo dunque la striscia d'imbattibilità a 51 gare senza sconfitte. Si rifanno, in ogni caso, tre giorni dopo battendo 1-0 il Kaiserslautern in finale di Coppa di Germania con rete di Xhaka.
Divise e sponsor
Lo sponsor tecnico, per la stagione 2023-2024, è Castore, mentre il main sponsor, per il settimo anno consecutivo, è Barmenia Versicherung, marchio dell'omonimo gruppo assicurativo indipendente; gli sleeve sponsor sono: per il secondo anno consecutivo Trive, compagnia olandese di servizi finanziari, e per il quinto anno consecutivo Kumho Tire, azienda internazionale di produzione di pneumatici sudcoreana, per le partite di coppa nazionale.
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