Le proteine del siero concentrate sono per definizione ottenute con il processo di ultrafiltrazione. Questo è il primo metodo usato per la lavorazione della proteina, in cui viene separata più grossolanamente dal grasso e dal lattosio del latte attraverso una membrana porosa. Questo sfrutta la pressione per far filtrare il siero attraverso la membrana e separarla dal resto dei componenti. Diversi gradi di pressione sono utilizzati per spingere la proteina liquida attraverso la membrana, provvista di minuscoli fori che consentono soltanto il passaggio di componenti idrosolubili e piccole molecole organiche e minerali. Proteine più grandi non possono penetrare attraverso la membrana e vengono raccolte per un'ulteriore elaborazione. Tale processo porta il contenuto di proteine tra il 73% e l'83% circa, con contenuto di grassi dal 4% al 6%.