制造日本刀剑的原料，主要来自日本人自炼的玉钢之外。近代亦有掺入舶来之“南蛮铁”制刃者，所谓南蛮，乃日本人对于16世纪中期以来贸易造访日本的葡萄牙、西班牙人的称呼，因其自南海而来，遂沿用中国对蛮夷的习惯称谓而呼之。
▲日本玉钢（右）和铁砂原料（左）
或谓南蛮铁可能即印度的乌兹钢或马来陨铁，但16世纪以前的日本刀制造决非依赖南蛮铁而形成，当可断言。日本传统的炼铁方法，称为“蹈韛吹”。系其中国（在日本本州岛的西隅，非中国地区）地方以当地所产的纯净磁铁矿为原料，籍蹈韛炉所进行的炼铁方法。
在昔日本全国所需的铁几乎皆以此种方法生产，迨至熔铁炉炼铁产生后方被取代，逶迤至大正（1912~1925年）末年方全部绝迹。最古之蹈韛法较为简单，原始炉灶仅为单体，炼制一炉钢铁须经7日7夜之外。蹈韛炼铁的最大特点，在于同一炉中可一次同时炼出钢、生铁、熟铁等不同品种。
蹈韛炼铁的方法为：先筑一小屋，内挖一深1丈、长1丈2尺、宽5尺之穴。先以木炭与薪柴在其中烘烤若干日，裨使内壁干燥，乃在穴中填充木炭。然后在其上以粘土制造一高4~7尺、长10尺、宽3尺的长方形炉灶，两侧壁上各开18~20个通风口，插入竹管与鼓风器相接。炉之两侧各设一台名为“天秤韛”的活页式鼓风器，冶炼时，每台由工人交互用足踏之向炉中送风，“蹈韛”之名即由此而得。
炉灶造毕后，复在炉内焚薪烘干炉膛。然后在炉灶内充入300~400贯木炭（一贯=3.75公斤），点火鼓风。当炭火燃炽时，交互投入铁砂与木炭。铁砂在氧化作用下还原为铁，此种铁被日本人称为鉧，系生铁、熟铁与钢之混合物。嗣后，在高温下吸收大量碳素而呈熔化状态之白口铁沉降至炉底，持续作业3昼夜后，鉧充满炉中，原料亦消耗殆尽，无法继续操作，遂停火将炉拆毁，取出鉧，将已成之生铁、熟铁、钢分别拣选出来，其无法拣选之鉧则作为熟铁使用。
▲日本刀的原料——玉钢和剖面显微放大外观
如此一次冶炼，可以3400贯（一贯=3.75公斤）铁矿砂、3600贯木炭炼制出钢300贯、生铁400贯及熟铁（包括无法拣选之鉧）250贯，即总量近4吨的钢铁。其生铁与钢占总产量多少，可通过炉之构造调节，以产钢为主的炉灶，须将通风口加大数分、数量亦加多，并使之向内倾斜。
其所产之钢，依次软硬、大小而分为顷钢、玉钢等名目；而因鉧之冷却方式不同（自然冷却或水冷）则产生火钢、千草钢、出羽钢、水钢等品种。此类钢料送至刀匠手中，尚不能直接制刃，还须入炉进行脱碳或渗碳处理，并熔铸为条形。
制刃之第一步，系将此条形钢料加热至赤灼而进行锤锻，并通过加热条形钢料拆迭打延成刀坯，少则七、八次，多则二、三十次，每一次均要锤打数十百锤。锻炼之目的，在于析出原料中之夹杂物，并藉此使之成为质地匀称之钢，日本刀上的花纹亦由此锻炼而造成。
▲传统日本刀匠指点徒弟锤锻玉钢刀坯
折迭打延之方法有多种，较为普通者有柾目锻、十字锻，此外尚有短册锻、折子木锻、木叶锻等法。刀冶工之经心之处，在于折迭打延时不使铁锈、粉尘及空气等杂入折迭层中，否则，折迭层之间将无法融合。锻冶之主要出力者为冶工之徒弟，冶工本人观察火候并亲自执钳，另一手以小锤指点应锤打之处；徒弟以大锤随师傅小锤之指点奋力锤打，多者乃有一日而挥锤2000次。
▲日本不同朝代锻冶的日本刀外形均有差异
经锻冶的玉钢已可制刃，但日本人工匠对此并不热衷，称此类刀为“丸锻”、“割刃铁”或“数打物”（即一天可以制作数把之刀）。以此类刀易折而不便武用故也。若欲求精良之刀剑，尚须将钢料与熟铁经适当组合作刀体。因钢虽坚硬，但脆而易折，须以柔软之熟铁辅护；熟铁含碳量极低而柔软易弯，亦须有坚硬之钢为其骨干。
▲日本刀的刀背多为富有弹性的熟铁，刃材为玉钢精华
单一之熟铁或钢均不宜为刀体，经组合之后则既不易折、又不易弯，方为理想之刀体。根据欧洲专业人士研考，此种工艺约形成于10世纪末，与焊接花纹钢之制作方法稍有不同，此种刃可称之为复合刃或套夹刃。日本刀剑刃之常组合方法有三合（日本人称为三合钢，即将钢夹于上下两层铁之间）与卷合（即以铁为心材外包以钢）。较为细致者则以铁为刃背、钢为刃口而夹于两层铁之间、“四方诘”（以一条铁料为干，左、右分别以铁条、钢条为刃背、刃口，上下再加层铁）、五合（基本结构与卷合相同，惟在心材与钢之间再加一层中间层）等。
此外，亦有在刃之易折部分（如柄部）特别加用铁料者。刃料之组合亦须在赤热状态下进行，将不同性质的材料经不同之处打延融合为一体，且须保证全刃质地均衡，亦可谓巧艺。至此，刀剑初步成形，稍经修整锉磨即可进行热处理——淬火。
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