Fermentacja to ciąg procesów wywoływanych przez enzymy (fermenty), które wytwarzają komórki drożdży. W uproszczeniu można powiedzieć, że reakcje te polegają na rozkładaniu cukrów złożonych na cukry proste – glukozę i fruktozę – oraz stopniowym przekształcaniu ich w alkohol i dwutlenek węgla (w niemal równych proporcjach). Powstają produkty uboczne, m.in. glicerol i kwas bursztynowy. Pierwszy nadaje trunkowi aromat, drugi towarzyszy produkcji estrów, które odpowiadają za winny charakter napoju.
Najważniejszą fazą fermentacji jest tzw. fermentacja burzliwa, która powinna rozpocząć się natychmiast po dodaniu wszystkich składników i zakończeniu działania pirosiarczynu sodu. Dlatego zawsze zalecam, aby wcześniej przygotować zaczyn drożdżowy, co pozwoli uniknąć niepotrzebnych przestojów, podczas których moszcz jest najbardziej podatny na szkodliwe działanie bakterii. Tak się bowiem składa, że temperatura sprzyjająca wzrostowi drożdży, w równej mierze sprzyja rozwojowi bakterii.
Drożdże potrzebują stosownych warunków: środowiska zawierającego cukier z odrobiną kwasu oraz odpowiedniej temperatury 18-24°C. Podczas procesu fermentacji powstają duże ilości dwutlenku węgla. Pracujące drożdże tworzą nad moszczem warstwę ochronną, która blokuje dostęp powietrza i rozwój bakterii (pod warunkiem, że wiadro będzie przykryte). Moszcz należy mieszać przynajmniej raz dziennie, po pierwsze, aby usunąć z powierzchni kożuch, po drugie – aby owoce wydzieliły jak najwięcej soku i po trzecie – aby do nastawu dostało się trochę powietrza. Zeby osiągnąć pożądany rezultat, przez cały czas trwania fermentacji trzeba utrzymywać moszcz w stałej temperaturze 21 °C.
Pierwsza faza fermentacji, zwana tlenową (lub przy niewielkim dostępie powietrza), trwa 4-5 dni. W chwili gdy proces nieco ustanie, moszcz trzeba przecedzić przez sitko lub gazę, a płyn przelać do gąsiora i zatkać rurką fermentacyjną. W rurce nad korkiem powinien być poziom co najmniej 38 mm wody. Na tym etapie fermentacja przebiega bez tlenu i jest wolniejsza (tzw. fermentacja cicha).
Fermentacja może przebiegać w różnym tempie i warto pamiętać, że nie zawsze intensywnie pracujące drożdże dają najlepsze wino. Najważniejsze jest, aby proces rozpoczął się jak najwcześniej i nie został przerwany. Będzie trwał dopóty, dopóki drożdże nie zużyją całego cukru (w przypadku wytrawnego wina) lub wytworzony alkohol nie zabije komórek drożdżowych (w przypadku wina słodkiego). Należy również pamiętać, że ilość cukru zawartego w owocach wpływa na smak produktu końcowego, więc trzeba to uwzględnić, wybierając surowiec na wino.
Jeżeli z rurki fermentacyjnej przestaną wydobywać się bąbelki, oznacza to, że proces fermentacji zakończył się w sposób naturalny. Trzeba jednak sprawdzić, czy fermentacja nie ustała z innych przyczyn – wskazówki dotyczące odczytywania końcowego ciężaru wina przy użyciu alkoholomierza (hydrometru).