Il procedimento di vinificazione prevede numerose fasi. Le uve vengono raccolte manualmente in maniera selettiva, cioè scegliendo solo i grappoli che hanno raggiunto la giusta maturazione, e trasportate alla pressatura cercando di mantenere il più possibile l'integrità degli acini. Successivamente si pressano le uve in maniera soffice, si separano rapidamente le bucce dal mosto e si mette il vino in botte per la fermentazione.

La prima fermentazione, chiamata fermentazione alcolica è identica a quella che subiscono i vini tranquilli (cioè non effervescenti). Quando questa prima fermentazione si conclude (di solito in primavera), si imbottiglia il vino di base con un tappo cavo (solitamente in plastica) dopo avergli aggiunto dei lieviti selezionati (prelevati da ceppi della zona dello champagne) e dello zucchero al fine di far avviare la seconda fermentazione; questa seconda fermentazione produce anidride carbonica che determina la formazione di bollicine, cioè della spuma. Tuttavia, questa seconda fermentazione provoca anche la formazione di feccia, che intorbidisce il vino, e che è necessario eliminare. Per far ciò occorre sistemare le bottiglie sulle pupitres strutture a "V" rovesciata costituite da due tavole di legno incernierate su un lato e dotate di fori in cui inserire i colli delle bottiglie.

Ogni giorno le bottiglie vengono ruotate con un movimento secco (remuage sur pupitres), con una rotazione inizialmente di un ottavo di giro e successivamente aumentata a un sesto e, alla fine del processo, a un quarto di giro. Tale operazione ha lo scopo di staccare la feccia dalla parete interna della bottiglia e farla scendere in basso verso il collo della stessa. Nello stesso tempo le pupitres vengono allargate, in maniera che l'angolo di inclinazione delle bottiglie rispetto al suolo aumenti fino a diventare quasi verticale. Dopo alcuni mesi le fecce sono tutte raccolte all'interno del tappo. Per eliminare le fecce si inserisce il collo della bottiglia in una soluzione salina a bassissima temperatura, che provoca l'istantaneo congelamento delle fecce; a questo punto si toglie il tappo (questa operazione si chiama dégorgement, e se fatta a mano è definita "à la volée"), e con esso il deposito di feccia.

Dopo il dégorgement si effettua il dosage, cioè si rabbocca la bottiglia con una miscela (chiamata liqueur d'expédition) di vini vecchi, zucchero e liquori tipo cognac o armagnac; ogni produttore custodisce gelosamente la composizione di questa miscela, che determina sia le caratteristiche organolettiche finali dello champagne sia, per la quantità di zucchero presente, la sua tipologia o dosage brut, sec, demi-sec, ecc.

Una volta eseguita questa operazione non resta che tappare la bottiglia con il caratteristico tappo di sughero, la capsula metallica e la gabbietta in fil di ferro. Le bottiglie vengono lasciate ad affinare ancora e, dopo alcuni mesi sono pronte per il consumo.