Ornellaia arbeitet traditionell mit den klassischen Bordeaux‑Rebsorten: Cabernet Sauvignon, Merlot, Cabernet Franc und Petit Verdot. Je nach Cuveé und Jahrgang variiert die Zusammensetzung; Merlot liefert oft die runde Frucht, Cabernet Sauvignon die Struktur und Langlebigkeit, Cabernet Franc feine florale Noten, Petit Verdot zusätzliche Farbe und Tannin. Genauere Anteile unterscheiden sich von Wein zu Wein und Jahrgang zu Jahrgang.