Traditsioonilisi puidust pliiatseid toodetakse endiselt 1600. aastatel esmakordselt kasutusele võetud protsessiga. Kaasaegsed puidutöötlemispingid ja automatiseerimismeetodid on tootmisprotsessi kindlasti sujuvamaks muutnud, kuid enamik tänapäevaseid ei erine kuigivõrd oma sajanditevanustest eelkäijatest. Põhimõtteliselt on need grafiiti ja seedripuidust plaate hõlmava sandwich-protsessi lõpptulemus.
Pliiatsite valmistamise esimene samm on grafiidikeskuse ehk plii ettevalmistamine. Grafiit on tume pehme mineraal, mis jahvatatakse ning lisatakse segamiskambris savile ja veele. Pärast vee väljapressimist lastakse järelejäänud grafiidi/savi segul õhu käes kuivada, kuni see muutub uuesti pulbriks. Seda grafiidipulbrit segatakse veel kord veega, et moodustada pehme pasta. Seejärel pressitakse grafiidipasta läbi õhukeste metalltorude, moodustades pliiatsisuurused vardad. Need vardad on ülekuumendatud, et luua kõvad ja siledad juhtmed.
Vahepeal viilutab puidutöötlemismasin seedripuidust plokid õhemateks liistudeks. Teine masin lõikab nende liistude pikkuses kaheksa soont. Pliiatsid ei ole nikerdatud ühest toorikust, vaid tegelikult on need kaks kokku liimitud pooltoorikut. Kuna mõlemad pooled on vahele pandud ja liimitud, asetab teine masin grafiitvarda mõlemale kaheksale madalale soonele. Kogu lõikamata plaat lastakse enne edasist töötlemist kuivada.
Spetsiaalne lõikemasin võtab vastu lõikamata puidust ja grafiidist võileivad, seejärel lõikavad terad küljed alla, moodustades tuttava kuusnurkse või ümmarguse kuju. Lõikemasin klõpsab plaadi ka üksikute pliiatsite külge. Lihvimismasinad siluvad pinnad ja valmistavad need ette mitme värvikihi vastuvõtmiseks. Pole ebatavaline, et pliiatsid saavad toote ohutuks kasutamiseks vajaliku killuvaba pinna saamiseks kuni kaheksa värvikihti.
Värvitud pliiatsid pressitakse seejärel kuumstantsiga, mis sisaldab tavaliselt tootja nime ja numbrit, mis vastab grafiitplii suhtelisele kõvadusele. Kõige tavalisema kõvaduse tähistus on #2, kuid neid, mille kõvadusaste on kuni #4, võib sageli leida hobi- või kontoritarvete kauplustes. Kõvadus tähendab üldiselt seda, kui palju grafiiti eraldub löögi kohta. Mida suurem on kõvadusarv, seda vähem eraldub grafiiti, mille tulemuseks on heledam joon.
Seejärel paigaldatakse pliiatsid metallist kraega, mida tuntakse ümbrisena. Pehmest kummist valmistatud kustutuskumm sisestatakse mehaaniliselt ümbrisesse ja pliiatsid loetakse nüüd valmis. Huvitaval kombel kasutati saiatükke sageli kustutuskummidena, kuni esimesed kummikummid töötati välja umbes 1770. aastal. Kummist kustutuskummid kinnitati otstesse alles 1858. aastal.