Процесс ферментации начинается по завершении стадии скручивания. Термин «ферментация» впервые стал использоваться в 1901-м году как название процесса окисления, начатого ферментами чая. На долю процесса ферментации выпадает основная часть химических преобразований, происходящих при изготовлении чая. Эти преобразования и определяют в конечном итоге вкус будущего напитка.

Для непосредственной ферментации чайные листья переносят в большие прохладные, влажные и затемненные помещения, где они раскладываются на ровной поверхности слоями толщиной примерно в четыре дюйма (10 см). Поверхность не должна реагировать с химическими элементами чая и обычно используются листы из алюминия или особым образом обработанное дерево.Идеальным сочетанием условий для качественной ферментации является объединение максимально низкой температуры (около 15 градусов по Цельсию) ферментации с максимально высокой влажностью воздуха (около 90 процентов).

Ферментация может продолжаться от 45 минут до трех-пяти часов. Время процесса зависит от сочетания многих условий: исходной температуры чайного листа после скручивания, степени его влажности после завяливания, влажности воздуха, особенностей проветривания помещения для ферментации.

В процессе ферментации цвет листьев значительно темнеет (буреет), от брожения и завяливания «выжатого» чайного сока появляются характерные ароматы черного чая – в диапазоне от цветочного до фруктового, орехового и пряного. Процесс ферментации должен быть остановлен именно в тот момент, когда аромат чая достигает оптимальной кондиции.