Para todos los vinos de la región, es decir, también para los pocos blancos (el rosado no existe en la denominación de origen), se admiten un total de 13 variedades de uva, pero una gran parte de la producción se compone predominantemente, y a veces totalmente, de garnacha, que ocupa alrededor del 70% de la superficie de viñedo. A esta uva deben los vinos su legendaria plenitud, su potencia y su seductora jugosidad. Los embotellados de garnacha pura pueden ser impresionantes, pero en su mayor parte, el Chateauneuf-du-Pape tinto se beneficia de la adición de otras variedades -sobre todo la Syrah y la Mourvedre- que aportan a los vinos una mayor columna vertebral, frescura, agarre y complejidad.