发酵是形成红茶色、香、味品质特征的关键性工序。
一般是将揉捻叶放在发酵框或发酵车里，进入发酵室发酵。
发酵要掌握满足茶多酚氧化酶的氧化聚合反应所需的适宜温度、湿度和氧气量。
①温度：通常室温控制在20～25℃左右，发酵的叶温保持在30℃左右为宜。如叶温超过40℃，要进行翻拌散热,以免发酵过分激烈，使毛茶香低味淡、色暗。尤其是在高温季节里要采取降温措施，摊叶要薄，以利散热降温；反之，气温较低时，摊叶要厚，必要时采取一些保温措施。
②湿度：空气湿度保持在90%以上有利于提高多酚氧化酶的活性，有利于茶黄素的形成和积累；反之，发酵时空气湿度过低，不利于茶多酚的酶促氧化，使非酶促氧化加剧,造成汤色和叶底都变暗，滋味淡薄。
③摊叶厚度：一般在8～12厘米。嫩叶和叶型小的要薄摊；老叶和叶型大的要厚摊。气温低时要厚摊；气温高时应薄摊。但无论厚摊或薄摊，摊放叶子要保持发酵时通气良好。发酵过程中应翻拌一次，以利散热通气。
④发酵时间：工夫红茶发酵时间一般为2～3小时，红碎茶发酵时间一般在30～90分钟。发酵叶青草气消失，出现一种新鲜的、清新的花果香，叶色红变，即为发酵适度。一般春茶呈黄红色，夏茶呈红黄色。
