2-Pyrrolidonia valmistetaan teollisesti lähes yksinomaan käsittelemällä vesipitoinen gammabutyrolaktoni ammoniakin kanssa 250-290 °C:n lämpötilassa ja 0,4-1,4 MPa:n paineessa kiinteällä magnesiumsilikaattikatalyytillä.
Reaktio suoritetaan putkireaktorissa, joka on pakattu kiinteällä katalyytillä. Viimeksi mainittu on järjestetty kiinteäksi vuoteeksi ja reaktio suoritetaan höyryfaasissa. Tuotteiden saanto on 75-85 %. Myöhemmän tislauksen ja puhdistuksen jälkeen saadaan haluttua 2-pyrrolidonia 99,5 %:n puhtaudella.
Vaihtoehtoisia reittejä ovat mm. suksinimidin katalyyttinen tai sähkökemiallinen pelkistäminen, allyyliamiinin karbonylointi, suksinonitriilin vetykäsittely hydrolyyttisissä olosuhteissa ja maleiinihappo- tai meripihkahappoanhydridin reaktio vesipitoisessa ammoniakissa Pd-Ru-katalyyttien kanssa.
Vuonna 2010 2-pyrrolidonin maailmanlaajuisen kysynnän arvioitiin olevan 32.000 t. Merkittäviä 2-pyrrolidonin valmistajia ovat BASF ja ISP (International Speciality Products, nykyisin Ashland Inc.).