Quy trình làm nước mắm Nam Ô bắt đầu ngay từ khi lựa chọn nguyên liệu. Cá cơm than được đánh bắt ở vùng biển Đà Nẵng vào độ ngon nhất, thường là từ tháng 3 đến tháng 8 hằng năm. Cá phải còn tươi, được làm sạch rồi trộn với muối hạt tinh khiết theo tỷ lệ truyền thống, thường là ba cá một muối. Hỗn hợp này được ủ trong lu, vại bằng gốm sứ hoặc bể xi măng đã được làm sạch kỹ càng. Đây chính là yếu tố quan trọng tạo nên vị đậm sâu đặc trưng của nước mắm Nam Ô, bởi cả cá lẫn muối đều phải đạt chất lượng cao, không lẫn tạp chất.

Sau khi trộn muối và cá, người thợ sẽ nén chặt nguyên liệu rồi thường xuyên kiểm tra và đảo trộn để bảo đảm quá trình lên men diễn ra đều. Quá trình ủ chượp thường kéo dài từ 12 đến 18 tháng, trong suốt thời gian đó tuyệt đối không sử dụng bất kỳ hóa chất hay phụ gia nào. Dưới tác động của men tự nhiên, cá và muối hòa quyện, chuyển hóa thành dung dịch nước mắm thơm nồng màu cánh gián, nổi bật với vị mặn dịu tự nhiên và hậu ngọt thanh tao. Khi nước mắm đã đạt đến độ chín, người thợ tiến hành rút nước mắm nhỉ - phần tinh túy nhất ở tầng trên, sau đó mới đến nước mắm lượt tiếp theo.

Nước mắm Nam Ô thành phẩm được lọc qua nhiều lớp vải để loại bỏ cặn, đóng chai thủ công nhằm bảo đảm giữ nguyên hương vị truyền thống. Không giống các loại nước mắm sản xuất công nghiệp, nước mắm Nam Ô không dùng chất bảo quản nên lưu giữ trọn vẹn hương thơm và màu sắc tự nhiên của cá. Thành phẩm khi nếm có vị mặn đầu lưỡi, hậu ngọt kéo dài và thơm rất riêng biệt. Chính nhờ tuân thủ nghiêm ngặt từng công đoạn thủ công, nước mắm Nam Ô trở thành niềm tự hào của người dân miền Trung và là tinh hoa ẩm thực Việt Nam.