丁酸天然存在于香茅、肉豆蔻、奶油等，工業生產的方法有發酵法和丁醇(或丁醛)氧化。
發酵法：以淀粉或糖為原料，用丁酸菌發酵得丁酸。
丁醛氧化法：以醋酸錳或醋酸鈷為催化劑，用空氣或氧氣氧化丁醛，反應結束后，經分餾得丁酸。
濃硝酸氧化法(實驗室制備)：以正戊醇為原料，用濃硝酸將其氧化成正丁酸。將正戊醇緩慢滴加于沸騰的硝酸中，滴加完后保持微沸15～30min。冷卻后用四氯化碳萃取(50mL×3)，萃取液用10%的NaOH水溶液萃取(20mL× 3)。水層合并，加入5g鋅粉回流20min，冷卻后濾除未反應的鋅粉，加入13mL濃鹽酸酸化反應液，再用四氯化碳萃取(30mL×3)。萃取液加入無水硫酸鈉干燥，蒸出四氯化碳，收集174～184℃(85.33kPa)餾分11g，收率50.4%。