2-Pirolidon jest produkowany przemysłowo prawie wyłącznie przez traktowanie wodnego gamma-butyrolaktonu amoniakiem w temperaturze 250-290 °C i ciśnieniu od 0,4-1,4 MPa nad stałymi katalizatorami krzemianu magnezu.
Reakcję prowadzi się w reaktorze rurowym, który jest wypełniony stałym katalizatorem. Ten ostatni jest ułożony jako złoże stałe, a reakcja jest prowadzona w fazie parowej. Osiąga się wydajność produktu rzędu 75-85%. Po następnej destylacji i oczyszczeniu otrzymuje się pożądany 2-pirolidon o czystości 99,5%.
Alternatywne drogi obejmują katalityczną lub elektrochemiczną redukcję sukcynoimidu, karbonylację allilaminy, uwodornienie sukcynoonitrylu w warunkach hydrolitycznych oraz reakcję bezwodnika maleinowego lub bursztynowego w wodnym amoniaku z katalizatorami Pd-Ru.
W 2010 r. światowe zapotrzebowanie na 2-pirolidon oszacowano na 32 000 t. Ważnymi producentami 2-pirolidonu są BASF i ISP (International Speciality Products, obecnie Ashland Inc.).