2-Pyrrolidon se průmyslově vyrábí téměř výhradně úpravou vodného gama-butyrolaktonu amoniakem při teplotě 250-290 °C a tlaku v rozmezí 0,4-1,4 MPa na pevných katalyzátorech křemičitanu hořečnatého.
Reakce probíhá v trubkovém reaktoru, který je naplněn pevným katalyzátorem. Ten je uspořádán jako pevné lože a reakce probíhá v plynné fázi. Výtěžky produktů dosahují 75-85 %. Po následné destilaci a čištění se získá požadovaný 2-pyrrolidon o čistotě 99,5 %.
Alternativní cesty zahrnují katalytickou nebo elektrochemickou redukci sukcinimidu, karbonylaci allylaminu, hydrogenaci sukcinonitrilu za hydrolytických podmínek a reakci maleinového nebo sukcinového anhydridu ve vodném amoniaku s Pd-Ru-katalyzátory.
V roce 2010 se celosvětová poptávka po 2-pyrrolidonu odhadovala na 32 000 t. Významnými výrobci 2-pyrrolidonu jsou společnosti BASF a ISP (International Speciality Products, nyní Ashland Inc.).
.