L’AOC produit un vin rouge essentiellement construit autour d’ arômes riches de fruits mûrs, en truffe, en champignon et en sous-bois. En compléments de ces beaux arômes, un vin rouge de Châteauneuf du Pape, c’est aussi des notes épicées, sauvages et végétales de la garrigue provençale. L’association des 8 cépages permettant de vinifier ce vin rouge lui confère donc une identité qui lui est propre . On retrouve , dans la liste des cépages autorisé par l’AOC Châteauneuf du Pape, le grenache noir, la syrah, le mourvèdre, le cinsault, la counoise, le muscardin, le vaccarèse et le terret. A noter qu’une des particularités des vins rouges de cette AOC est de pouvoir être issus d’un mélange des 13 cépages autorisés pour les vins de Châteauneuf du Pape, soit des cépages rouges et des cépages blancs vinifiés ensemble.
Le Grenache Noir, cépage emblématique de Châteauneuf du Pape est vigoureux, fertile. Il apporte de la fraîcheur, de la rondeur et des arômes fruités prononcés. Le Mourvèdre, lui, s'adapte parfaitement aux climats secs et ensoleillés. Son fort pouvoir antioxydant le rend précieux pour structurer les assemblages des vins rouges de l’AOC. La Syrah apporte aux Châteauneuf du Pape une structure tannique importante, une couleur violette profonde et des arômes de fruits rouges et noirs (framboise, cassis) et de poivre. Le 4ème cépage principal des assemblages des vins rouges de l’AOC, le Cinsault, souligne leur sucrosité, leur gourmandise et leur souplesse.