Las variedades han ido apareciendo a lo largo de la historia de la D.O. Rueda. En los años 30, comienza a plantarse en la zona la variedad Palomino Fino, origen de los vinos generosos de flor, con mayor rendimiento que otras variedades y capaz de dar vinos semejantes a los de Jerez, muy demandados por aquel entonces. Así se convierte en la variedad mayoritaria de la comarca de Medina por aquella época (el C.R.D.O. Rueda no permite nuevas plantaciones de esta variedad). Es una variedad que produce vinos ligeros de baja acidez muy aptos para elaborar vinos con crianza biológica.

La variedad Viura, con su reputación riojana, comenzó a cultivarse en la década de los 50, época donde el modelo clásico del blanco pasaba por la barrica de madera. Esta variedad ponía el toque aristocrático de vino de mesa castellano, ya que eran tiempos en los que las virtudes de la Verdejo estaban aún por descubrir y se cultivaba a la vez, en los extremos de generoso y popular. Se utiliza en los vinos blancos aportando mayor ligereza y un punto de acidez.

La Sauvignon Blanc (variedad principal) hizo acto de presencia en los años 70. Originaria del Loira frandes, añade un componente floral con aromas de pomelo y frutas de la pasión, frente al toque pedernal de la Sauvignon del Loira, diferencias debido principalmente a la mayor cantidad de horas de sol si lo comparamos con el Loira y Burdeos. Sin embargo, tienen en común el periodo vegetativo corto, que en la zona francesa se debe a la latitud septentrional y en la castellana a la altitud. La D.O. Rueda es pionera en la adopción de esta variedad francesa, lo que le aporta un carácter moderno e internacional a esta comarca.

La Viognier,  autorizada en 2019, es una variedad que aporta aromas a fruta de hueso y miel con recuerdos amoscatelados.

La Chardonnay, autorizada en 2019, es una variedad de intensidad aromática media-baja que aporta a los vinos notas de frutos maduros y que con el tiempo pueden expresar aromas de mantequilla y nuez.