La fermentación alcohólica es el proceso biológico por el cual las levaduras (fundamentalmente la Saccharomyces cerevisiae) transforman los azúcares del mosto en alcohol etílico y anhídrido carbónico. Es, literalmente, el nacimiento del vino. Puede realizarse con levaduras indígenas (las que vienen en la propia uva y las que se encuentran en la atmósfera de la bodega) o con levaduras seleccionadas.
La temperatura, la duración y el tipo de recipiente en el que se lleva a cabo la fermentación alcohólica influyen enormemente en el resultado aromático y estructural. Fermentaciones lentas y controladas suelen preservar mejor los aromas; las más tumultuosas pueden aportar más complejidad o, si se descontrolan, defectos. Sin fermentación alcohólica no hay vino; con una fermentación bien conducida, el vino empieza a mostrar su potencial.