Os principais caminhos para o nitrobenzaldeído começam com a nitração do estireno e ácido cinâmico seguido pelas conversões dos ácidos 2-nitrostireno e 2-nitrocinâmico resultantes. O cinamaldeído também pode ser nitrado, por exemplo, numa solução de anidrido acético em ácido acético, em alto rendimento para 2-nitrocinnamaldeído. Este composto é então oxidado ao ácido 2-nitrocinnâmico, que é descarboxilado ao 2-nitrostireno. O grupo vinil pode ser oxidado de várias maneiras diferentes para produzir 2-nitrobenzaldeído.
Em um processo sintético, o tolueno é mono-nitrado a temperaturas frias para 2-nitrotolueno, com cerca de 58% sendo convertido para o isômero orto-, sendo os restantes meta- e para-isômeros formadores. O 2-nitrotolueno pode então ser oxidado para produzir 2-nitrobenzaldeído.
Alternativamente, o 2-nitrotolueno como formado acima pode ser halogenado para um halogeneto de 2-nitrobenzil seguido por oxidação com DMSO e bicarbonato de sódio para produzir 2-nitrobenzaldeído, que é posteriormente purificado com a criação de um adutor de bissulfito.
A nitração do benzaldeído produz principalmente 3-nitrobenzaldeído, com rendimentos de cerca de 19% para o orto-, 72% para o meta- e 9% para o isómero para. Por esta razão, a nitração do benzaldeído para produzir 2-nitrobenzaldeído não é rentável.