化學合成法的特點是生產成本高，反應復雜，步驟多，且有許多副產物。用異丁醛作原料，有多種方法可合成外消旋體纈氨酸。例如異丁醛與氨生成氨基異丁醇，再與氰化氫合成氨基異丁腈，然后水解得到纈氨酸，外消旋體的拆分也有多種方法，例如用酰基-DL-氨基酸的酶進行水解，再利用游離氨基酸與酰化體的溶解度差進行分離。
微生物發酵法生產具有原料成本低，反應條件溫和及可大規模生產等優點，是一種非常經濟的生產方法，發酵法生產的纈氨酸皆為L-型，無需旋光拆分。發酵法的菌種為產谷氨酸微球菌，產氨短桿菌，大腸桿菌，產氣氣桿菌。用葡萄糖、尿素、無機鹽等培養基。