En Californie, les vendanges commencent habituellement à la fin août ou au début septembre et peuvent durer jusqu'en novembre, selon la température et les raisins.

Après les vendanges, les raisins sont déposés dans un égrappoir-fouloir, qui sépare les tiges du fruit et foule les baies. Les tiges sont ensuite éliminées, et il reste le « moût », une combinaison de jus, de pépins, de pulpe et de peau. La peau du raisin donne au vin rouge sa couleur, sa saveur et ses « tanins » – les polyphénols qui permettent aux vins rouges d'acquérir plus de complexité en vieillissant. Pendant la vinification de vins blancs, la peau et les pépins ne macèrent que quelques heures avec le jus, ce mélange étant le « vin d'égouttage ». La peau est ensuite pressée pour en extraire tout le jus qui reste, qu'on nomme « jus de presse ». Le vin d'égouttage et le jus de presse sont ensuite filtrés en préparation de la fermentation.

La levure est ajoutée au jus pour amorcer la fermentation, processus par lequel les sucres naturels sont transformés en alcool. Les vins peuvent être fermentés ou vieillis dans des fûts de chêne ou en acier inoxydable, ou les deux. Parfois, une seconde fermentation, qu'on nomme « fermentation malolactique », est effectuée pour transformer l'acide malique acerbe du fruit en acide lactique plus doux. La fermentation dure entre trois jours et trois semaines, selon le vin.

Les vins peuvent être vieillis dans des fûts de chêne ou en acier inoxydable. Les vins rouges sont couramment vieillis dans des fûts de chêne pendant un ou deux ans. Le vin blanc est vieilli entre une semaine et un an. Les vins mousseux produits selon la méthode champenoise peuvent être embouteillés et mis en cave pendant deux ans et plus. Après le vieillissement, le vin peut être assemblé avec d'autres vins pour ajouter différentes caractéristiques ou créer le type désiré.

Enfin, le vin subit une finition, processus par lequel le vin est stabilisé et filtré avant d'être embouteillé. Des blancs d'œuf ou de la gélatine sont ajoutés pour retirer les substances astringentes ou les protéines qui peuvent troubler le vin et lui donner un goût désagréable. Des sulfites peuvent également être ajoutés pour empêcher l'oxydation et l'altération par les bactéries.

Les vins mousseux sont faits à partir de vins tranquilles blancs et rouges. Après la sélection d'un cépage ou d'un assemblage de cépages de base, le vinificateur mélange une « liqueur de tirage », qui comprend une partie du vin de base additionné de levure et de sucre. Cette liqueur de tirage est ensuite ajoutée au reste du vin de base, ce qui cause une deuxième fermentation du mélange – cette fois-ci dans un conteneur scellé. À mesure que les sucres se transforment en alcool, le dioxyde de carbone est emprisonné à l'intérieur, produisant ainsi l'effervescence du vin fini.