Un pH faible et un faible contact des moûts avec les pellicules ne permettent généralement pas un début de fermentation. En effet, les levures indigènes, étant situées sur la pellicule des baies, ne sont presque pas en mélangées aux jus. Le levurage est donc très largement pratiqué.

La Champagne utilise globalement 3 à 5 souches différentes qui sont préparées, comptées et contrôlées avant le levurage. Les levures sont ajoutées au moût sous forme liquide appelé " levain ". Ce levain est un mélange de levures, de vin et de phosphate diammonique (nécessaire au bon développement des levures).

Les levures vont dégradées le sucre présent dans le moût pour formé de l'éthanol et du gaz carbonique selon la réaction :

C6H12O6 ---> CO2 + 2 C2H5OH + calories

Afin de garder le maximum de caractères organoleptiques au vin (alcools supérieures très volatiles) et d'éviter des arrêts de fermentation pouvant être provoqués par des élévations trop importantes de température, il est nécessaire de maintenir dans les cuves une température comprise entre 15 et 22°C ; 18 °C étant la température optimale.
Pour cela, les cuves sont généralement équipées de serpentins où l'on fait circuler de l'eau froide. Tout ceci dans le but d'obtenir une fermentation régulière abaissant progressivement la teneur en sucres réducteurs à une quantité inférieure à 2 g/L, indiquant la fin de fermentation.

Le vin de base obtenu présente un degré alcoolique compris entre 10 et 11°. La fermentation est suivi quotidiennement par la mesure de la température et de la densité ; quand cette dernière est en dessous de 1 la fermentation est considérée comme terminée.