橡木桶的制作过程很复杂，一般来说，只有树龄在100年以上的橡木才能被用来制作橡木桶，而且，制作师只选择根部至地面以上9～15米的树干来做。特别是很多法国制造厂至今仍采用手工制作，这也是橡木桶的价格昂贵的原因所在。
目前，多数采用美洲 Quercus Alba（白橡木）和另两个欧洲品种：Quercus Sessiliflora 和 Quercus Robur。法国著名的橡木产区众多，西部 Limousin 产区的橡木年轮较宽，单宁较多，主要用来储存干邑白兰地。中部的 Nievre 和 Allier 产区以出产年轮紧密、单宁较温和的橡木著名，闻名的 Trangais 森林即属于此区。此外，勃艮第的金丘和阿尔萨斯的孚日山脉两个产酒区也出产优质的橡木，但主要供当地使用。
劈成木片
先将树干切割成适当长度，再均分为四份。除去树皮、边材以及树结、裂缝、树虫眼等等部分，劈为桶板。欧洲一般采用顺树纹劈的方式，而不用锯。一是欧洲橡木气孔多，用锯开桶板的橡木桶容易出现渗漏；二是锯开桶板纹理暴露多，产生更多生单宁。美国橡木气孔较少，而且依前所述揉花单宁比法国橡木低，因此可以用锯开桶板。锯开桶板的出材率比劈开桶板出材率高的多，这是美国橡木桶成本低的一个因素。
干燥
开出的桶板水分达50%，需要干燥。无论法国还是美国，葡萄酒用橡木桶板都采用自然干燥。将桶板交叉堆放，留出空隙，露天干燥，任凭风吹雨打。实际上，雨水可以冲掉部分硬单宁以及新开板材常有的不愉悦成分，将桶板干燥到平衡湿度一般需要18-36个月。此过程除了可以增加橡木的防水性外，还可以柔化橡木中单宁的涩味。为了时效性和经济性，也有采用烘炉烘干，但防水和柔化单宁的效果都不太好。
组合
桶板加工成为中间宽，两端窄的木条，桶板中间的宽度决定橡木桶的中间直径，然后便可开始木桶的组合。将桶板一块一块的拼在一个坚实的铁制桶模上，顶端紧密拼接，末端开放，用几个制桶筛固定住。一般一个橡木桶需要32片左右的木条，其中较宽的一块将来会穿一个装酒阀的孔。为了将桶板弯曲成型橡木桶，需要将桶板加热，有的是用蒸汽加热，更普遍的是用火烤同时喷水。蒸热后，用绳子套住开放的那头，将桶板筛紧，再用制桶筛套住，一个橡木桶的雏形就大致完成。
熏烤、烘干
桶身放到火上烘干为弯板而增加的水分，减轻桶板的压力。接着用几个制桶筛将桶身筛住，使桶身受力均衡，逐渐合缝。此过程除了便于木桶的组合外，也会改变橡木的化学成分，间接地影响装入其中的葡萄酒。熏烤的过程会让橡木留下烟熏味，为酒带来烤杏仁、面包等香味。熏烤时，火的大小和时间的长。也会造成不同的效果；也会根据熏烤的程度对橡木桶进行标识以供酿酒师选择。
装盖、检验
组合后的橡木桶雏形还需在两端各加上也是用橡木做成的桶盖，为提高防水效果，桶盖的橡木间会紧夹一层芦苇秆。然后就是检验密封效果和抛光木筒外身使其更美观，这样，一个橡木桶就制作完成了。
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