先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后混合均匀。这种糖浆和水先后各自灌装的方法又称现调法、预加糖浆法或后混合法(Postmix)、三段装瓶法等，这是一种传统的灌装方法。对于含有果肉的碳酸饮料，采用两次灌装法较为有利，因为果肉颗粒通过混合机时容易堵塞喷嘴，不易清洗。目前小规模生产多采用两次灌装法。两次灌装系统较为简单，但两次灌装只有水被碳酸化，糖浆没有被碳酸气饱和，两者接触时间短，气泡不够细腻。调配成饮料后含气量降低，为此必须提高碳酸水的含气量。另一方面，调味糖浆与碳酸水温度不一致，在灌水时，容易激起多量泡沫，灌不满，使灌装困难。为此需要将调味糖浆进行冷却，使其接近碳酸水的温度。两次灌装法由于糖浆是预先定量灌装的，碳酸水的灌装量会由于瓶子容量不一致而导致成品饮料质量的差异。
大型两次灌装设备在灌装密封机后设置翻转混匀机，使瓶中的糖浆和碳酸水混匀。有时用翻转式检瓶机替代，在检验成品饮料瓶的同时进行浆水的混匀。