Điều chế tiêu chuẩn cho n-BuLi là phản ứng của 1-bromobutan hoặc 1-clobutan với kim loại Li[3]:

Nếu lithi được sử dụng cho phản ứng này chứa 1–3% natri, thì phản ứng diễn ra nhanh hơn so với nếu sử dụng lithi nguyên chất. Dung môi được sử dụng để điều chế này bao gồm benzen, Cyclohexan và Diethyl ether. Khi BuBr là tiền chất, sản phẩm là một dung dịch đồng nhất, bao gồm một cụm hỗn hợp chứa cả LiBr và BuLi, cùng với một lượng nhỏ octan. BuLi tạo phức yếu hơn với LiCl, do đó phản ứng của BuCl với Li tạo ra kết tủa LiCl.

Các dung dịch butyllithi, dễ bị phân huỷ bởi không khí, được chuẩn bằng phương pháp chuẩn độ. Một acid yếu phổ biến là biphenyl-4-methanol, tạo ra dẫn xuất dilithio có màu đậm ở điểm cuối[6].