R-2-氨基丁酸属于非蛋白氨基酸，无法利用生物发酵直接获得。
由于其重要的医药用途，文献中报道其合成的方法也有很多种，根据起始底物的不同，主要分为两种，一 种是消旋体拆分，一种是直接不对称合成法。
消旋体拆分是研究较早而且研究较多的方法：利用氨基酰化酶 I 拆分，10 mM 2-氨基丁酰胺，49.2%的转化率，底物为 96.3% ee； 蛋白酶水解拆分，133 mM 2-氨基丁酸异丁基酯底物，40%的转化率，产物最终为 95% ee。
直接不对称合成方法，化学法研究较多，利用手性化合物作为手性诱导，可以实现 R-2-氨基丁酸的手性合成，但是需要额外的步骤将 R-2-氨基丁酸游离出来。