2-Pyrrolidon wordt vrijwel uitsluitend industrieel vervaardigd door de behandeling van waterig gamma-butyrolacton met ammoniak bij een temperatuur van 250-290 °C en een druk van 0,4-1,4 MPa boven vaste magnesiumsilicaatkatalysatoren.
De reactie wordt uitgevoerd in een buisvormige reactor die is gevuld met de vaste katalysator. Deze laatste is opgesteld als een vast bed en de reactie wordt uitgevoerd in de dampfase. Productrendementen van 75-85% worden bereikt. Na verdere destillatie en zuivering wordt het gewenste 2-pyrrolidon verkregen met een zuiverheid van 99,5%.
Alternatieve routes zijn de katalytische of elektrochemische reductie van succinimide, de carbonylering van allylamine, de hydrogenering van succinonitril onder hydrolytische omstandigheden en de reactie van maleïnezuur- of barnsteenzuuranhydride in waterige ammoniak met Pd-Ru-katalysatoren.
In 2010 werd de wereldwijde vraag naar 2-pyrrolidon geschat op 32.000 ton. Belangrijke fabrikanten van 2-pyrrolidon zijn BASF en ISP (International Speciality Products, nu Ashland Inc.).