Um die zweite Gärung zu ermöglichen, müssen dem Wein Zucker (in Form von Rohr- oder Rübenzucker) und Hefe zugefügt werden. Die Flaschen werden dann meist mit einem Kronkorken verschlossen, der innen eine Plastikkapsel trägt, die zum Auffangen des Bodensatzes (Depots) dient. Dieser Bodensatz bildet sich nach längerer Lagerung in den Flaschen. Die Zweitgärung findet üblicherweise zwischen März und Mai des auf die Lese folgenden Jahres statt und dauert ungefähr drei Wochen. Der Alkoholgehalt des Champagners steigt dann rund 1,2 % gegenüber dem Grundwein. Nur in der Champagne darf dieses Verfahren „Méthode champenoise“ genannt werden.

Die Hefe vollzieht einen enzymatischen Zersetzungsprozess, der dem Champagner sein Aroma verleiht und für eine feine Lösung der Kohlensäure im Wein sorgt. Vorgeschrieben sind daher mindestens 15 Monate Reifezeit für jahrgangslose und drei Jahre für Jahrgangs-Champagner. Qualitätsbewusste Häuser geben ihre Champagner jedoch meist wesentlich später frei.