正丁醇的工业制法主要有发酵法、丙烯羰基合成法和乙醛醇醛缩合法三种。此外，由乙烯制高级脂肪醇时也副产正丁醇。
发酵法
以谷物（玉米、玉米芯、黑麦、小麦）淀粉为原料，加水混合成醪液，经蒸煮杀菌，加入纯丙酮丁醇菌，在36～37°C进行发酵，发酵醪液经精馏分离得到正丁醇、丙酮和乙醇。也可采用糖蜜作原料。
羰基合成法
丙烯、一氧化碳和氢经钴或铑催化剂（见络合催化剂）羰基合成反应生成正丁醛和异丁醛，经加氢得正丁醇和异丁醇。
CH3CH=CH2+CO+H2─→?CH3CH2CH2CHO+?(CH3)2CHCHO
CH3CH2CH2CHO+H2─→CH3CH2CH2CH2OH
（CH3)2CHCHO+H2─→（CH3)2CHCH2OH
在用钴催化剂时,反应在10～20MPa和约130～160°C下进行，生成的正丁醛与异丁醛之比约为3。1976年开始在工业上应用的铑络合物催化剂，使反应可在0.7～3MPa和80～120°C下进行，正丁醛与异丁醛之比达到8～16。
加氢可在气相用镍或铜作催化剂，也可在液相用镍作催化剂下进行。如果在高温高压下加氢，则一些副产物分解也可得丁醇，产品的纯度可提高。
醇醛缩合法
由两个分子乙醛，经缩合并脱水，可制得巴豆醛：
巴豆醛在镍铬催化剂存在下于180°C和 0.2MPa加氢生成正丁醇。
CH3CH=CHCHO+2H2─→CH3CH2CH2CH2OH
在以上三种方法中，丙烯羰基合成法由于原料易得、羰基化工艺压力已相对降低、产物正丁醇与异丁醇之比提高以及可同时联产或专门生产2－乙基己醇等优点，已成为正丁醇最重要的生产方法。