2-pyrrolidon fremstilles industrielt næsten udelukkende ved behandling af vandig gamma-butyrolacton med ammoniak ved en temperatur på 250-290 °C og et tryk på mellem 0,4-1,4 MPa over faste magnesiumsilikatkatalysatorer.
Reaktionen udføres i en rørformet reaktor, der er pakket med den faste katalysator. Sidstnævnte er anbragt som et fast bed, og reaktionen foregår i dampfasen. Der opnås et produktudbytte på 75-85%. Efter efterfølgende destillation og rensning fås den ønskede 2-pyrrolidon med en renhed på 99,5%.
Alternative ruter omfatter katalytisk eller elektrokemisk reduktion af succinimid, carbonylering af allylamin, hydrogenering af succinonitril under hydrolytiske forhold og reaktion af maleinsyre- eller succinsyreanhydrid i vandig ammoniak med Pd-Ru-katalysatorer.
I 2010 blev den globale efterspørgsel efter 2-pyrrolidon anslået til 32 000 t. De vigtigste producenter af 2-pyrrolidon er BASF og ISP (International Speciality Products, nu Ashland Inc.).