化学合成法的特点是生产成本高，反应复杂，步骤多，且有许多副产物。用异丁醛作原料，有多种方法可合成外消旋体缬氨酸。例如异丁醛与氨生成氨基异丁醇，再与氰化氢合成氨基异丁腈，然后水解得到缬氨酸，外消旋本的拆分也有多种方法，例如用酰基-DL-氨基酸的酶进行水解，再利用游离氨基酸与酰化体的溶解度差进行分离。

微生物发酵法生产具有原料成本低，反应条件温和及可大规模生产等优点，是一种非常经济的生产方法，发酵法生产的缬氨酸皆为L-型，无需旋光拆分。发酵法的菌种为产谷氨酸微球菌，产氨短杆菌，大肠杆菌，产气气杆菌。用葡萄糖、尿素、无机盐等培养基。