Nachdem die Tabakpflanze geerntet und zur Trocknung gelagert wurde beginnt der eigentliche Prozess der Tabakherstellung. Der nächste Schritt auf dem Weg zum verzehrfertigen Tabak ist die sogenannte Fermentation. Diese wird als ein Gärungsprozess verstanden, bei dem die getrockneten Tabakblätter in einen verbrauchsfähigen Zustand gebracht werden. Die bereits während des Reifevorgangs sowie bei der Trocknung des Tabakblattes begonnenen chemischen und enzymatischen Prozesse werden hier weiter fortgesetzt und bilden den abschließenden Veredelungsprozess, der durch blatteigene Fermente, mikrobiologische Vorgänge sowie chemische Reaktionen ausgelöst wird. Bei der Fermentation werden nicht nur unerwünschte Eiweiße und Pflanzenschutzmittelreste abgebaut, sondern auch Nikotin und Rauchkondensat vermindert, was letzten Endes die Aromabildung fördert.

Gesteuert wird der Fermentationsprozess abhängig von Sorte, Jahrgang, Erntekategorie sowie Reifegrad des Blattes. Folgende Arten der Fermentation gibt es:

Natur-, Stock- oder Stapelfermentation: Bei der ältesten Form der Fermentation werden die Tabakbüschel in rechteckigen Stock- oder Stapeln zusammengesetzt (Kantenlänge von drei bis vier Meter im Quadrat mit einer Höhe von zwei bis zweieinhalb Metern). So ein Stock oder Stapel besteht in der Regel aus vier bis sechs Tonnen Tabak. Nach nur wenigen Tagen kann man bereits erste Anzeichen der Fermentation erkennen (die Temperatur im Stapel erhöht sich). Ist die gewünschte Temperatur erreicht müssen die Stapel umgesetzt werden, d.h.  die äußeren Blätter tauschen mit den inneren die Position. Wie oft dieser Vorgang wiederholt werden muss, hängt von der weiteren Verarbeitungsrichtung des Tabaks ab. In der Regel spricht man hier von drei bis höchstens vier Umschlägen (oder wiederholten Fermentation). Abschließend wird der Tabak, meist im Frühjahr, auf Kühlbänke gesetzt, die die Feuchtigkeit reduzieren sollen. Diese Methode, auch als Nachreife bekannt, endet sobald der Tabak eine Feuchtigkeit von 16 bis 18% erreicht. Erst dann ist dieser verpackungsfähig.

Kammerfermentation:  Die Kammerfermentation schafft günstigere Umweltbedingungen mittels kontrollierter Klimakammern, die mittels künstlicher Erwärmung und Luftbefeuchtung eine schnellere Fermentation versprechen. Auch Tabak, der von selbst nicht oder nur bedingt in der Lage zur Fermentation ist, lässt sich mit dieser Methode wirksam fermentieren.

Maschinenfermentation (Redrying-Verfahren): Überwiegend zur Farbfixierung des Tabaks verwendetes Verfahres, welches mehr einer Konditionierung gleicht. Eignet sich überwiegend für besonders helle und heißluftgetrocknete Virgintabake/luftgetrocknete Burleytabake. Die Maschinenfermentation eignet sich aber auch zur Nachbehandlung von Tabaken aus anderen Fermentationsverfahren.