En la localidad de Peñafiel, a unos 50 kilómetros de Valladolid, las bodegas se asientan al pie de la colina donde se levanta el castillo medieval que actualmente alberga el Museo Provincial del Vino. El objetivo principal del proyecto era diseñar un nuevo edificio de bajo impacto ambiental, inspirado en las tradicionales bodegas subterráneas de la región —en las cuales la masa del suelo sirve de aislamiento ante los cambios de temperatura típicos del clima continental—. Unido a las instalaciones existentes mediante un túnel, el nuevo edificio consta de dos elementos principales: la base anclada en el terreno, y la envolvente ligera y espaciosa que se asienta encima. 

La base alberga una bodega subterránea donde se almacena todo el vino durante la etapa de maduración, y está construida en hormigón, ya que debe soportar las pesadas cargas de los depósitos y de los vehículos cargados de uva. Cuando las condiciones externas son óptimas, la alta inercia de la estructura de hormigón contribuye a que la circulación de aire sin tratar sea efectiva para el mantenimiento de una temperatura constante. Los procesos de fermentación, distribución y embotellado tienen lugar en el nivel de elaboración, situado inmediatamente encima de la bodega. Este espacio de doble altura está parcialmente hundido en el suelo, debajo del nivel de acceso principal. 

La combinación de la estructura de hormigón visto de la sección inferior con la estructura de madera, con un elevado nivel de aislamiento, contribuye a conseguir un ambiente templado. Además, la gran altura de la estancia ayuda al uso de aire sin tratar como sistema de enfriamiento, ya que la mayor altura proporciona una mayor capacidad para acumular ganancias térmicas en forma de aire cálido en la parte más alta de las bóvedas.

La cubierta, diseñada con criterios de eficiencia energética, se construye en madera y se reviste exteriormente con grandes piezas de cerámica perforadas en su sección y flotantes respecto a la solera del entramado de madera laminada. Esta capa de piezas cerámicas absorbe la radiación solar y el calor se difunde por ventilación en las cavidades de las piezas y en la cámara de aire. Se minimiza así el paso de calor a la estructura del edificio. Las superficies de vidrio de las fachadas se retrasan 9 metros en el lado sur y 18 en el este —donde se genera un espacio protegido destinado a la selección de la uva en la vendimia y a la celebración de eventos el resto del año— para protegerse de la radiación solar. Un patio semihundido en la planta intermedia contribuye a la entrada de luz en los niveles inferiores, como en las oficinas y las zonas de catas.