Để món xôi hạt dẻ ngon, chuẩn vị và có màu sắc bắt mắt thì khâu chuẩn bị nguyên liệu vô cùng quan trọng. Gạo nếp được chọn đồ xôi phải là loại gạo hạt đều, mẩy, bóng và có hương thơm, thường thì người dân dùng gạo nếp thơm Bảo Lạc để làm xôi. Hạt dẻ phải là hạt tròn, vỏ ngoài còn tươi, có màu nâu sậm, để làm món xôi hạt dẻ chuẩn vị Cao Bằng thì hạt dẻ Trùng Khánh luôn là sự lựa chọn ưu tiên. Có thể rang vừng và lạc để tạo màu sắc cũng như hương vị đậm đà cho món xôi.
Sau khi chọn nguyên liệu, gạo đem vo sạch, ngâm nước từ đêm hôm trước hoặc ít nhất là 6 tiếng, nếu muốn nấu ngay thì nên ngâm gạo nếp trong nước ấm nóng khoảng 1 tiếng. Cho thêm chút muối vào ngâm cùng gạo để sau khi đồ xôi đậm đà hơn. Sau đó đổ gạo ra rổ, xóc cho ráo nước. Nếu quên không cho muối vào ngâm cùng gạo thì lúc này bạn có thể cho muối vào và xóc đều. Hạt dẻ cho vào nồi luộc sơ qua, khi nước vừa sôi thì tắt bếp và ngâm hạt dẻ trong nước lạnh để vỏ mềm, dễ bóc. Sau đó bóc lớp vỏ ngoài và vỏ lụa, có thể để nguyên hạt hoặc cắt hạt dẻ thành những miếng nhỏ vừa ăn.
Sau khi đã nấu sơ hạt dẻ, bước tiếp theo là trộn đều gạo và hạt dẻ, trước đó phải làm nóng chõ đồ xôi trên bếp và đun sôi nước. Cho hỗn hợp gạo và hạt dẻ vào chõ, đậy kín nắp nồi và tiến hành đồ xôi. Khoảng 15 – 20 phút sau thì hạt gạo bắt đầu nở, trộn với một muỗng dầu ăn lên trên cùng, dùng đũa đảo đều để hạt xôi bóng mẩy, không dính chõ. Sau đó đậy vung lại đồ thêm 20 phút nữa để hạt xôi chín đều và mềm dẻo.
Sau khi tắt bếp, xới xôi ra đĩa, rắc lạc rang giã nhỏ và vừng lên trên. Xôi hạt dẻ cũng có thể ăn kèm nước cốt dừa, hành khô thêm đậm đà, hoặc ăn kèm ruốc, lạp xưởng cho đa dạng hương vị.