De synthese van 1,2-dichloorethaan kan in de volgende stappen worden uitgevoerd:
Voorbereiding van de Reactanten: Ethyleen (C2H4) wordt meestal bereid door het thermisch kraken van koolwaterstoffen zoals aardgas of aardolie. Chloorgas (Cl2) wordt meestal verkregen door elektrolyse van pekeloplossing (natriumchloride, NaCl, opgelost in water).
Reactie: De reactie van ethyleen en chloorgas in aanwezigheid van een katalysator, meestal ijzer- of aluminiumchloride, wordt uitgevoerd in een reactievat. De reactie wordt meestal uitgevoerd bij hoge temperatuur (ongeveer 300-400 °C) en druk (ongeveer 4-6 atm). De vergelijking voor de reactie is als volgt:
C2H4 + 2Cl2 → C2H4Cl2 + 2HCl
Scheiding van producten: Na de reactie laat men het mengsel afkoelen en worden de producten gescheiden. 1,2-dichloorethaan heeft een kookpunt van ongeveer 83°C, terwijl waterstofchloride (HCl) een kookpunt van ongeveer -85°C heeft. Daarom kan het 1,2-dichloorethaan gemakkelijk van het reactiemengsel worden gescheiden door destillatie. Het niet-gereageerde ethyleen en chloorgas kunnen terug naar de reactor worden geleid.
Zuivering: Het ruwe 1,2-dichloorethaan uit de destillatie is meestal onzuiver en kan sporen van andere gechloreerde producten bevatten. Het kan verder worden gezuiverd door destillatie onder verlaagde druk of door gefractioneerde destillatie. Het gezuiverde 1,2-dichloorethaan kan koel en droog worden opgeslagen.