Nitrobenzen được điều chế với quá trình nitrat hóa benzen với hỗn hợp axit sulfuricđặc, nước, và axit nitric. Hỗn hợp này đôi khi được gọi là "acid hỗn hợp." Việc sản xuất nitrobenzen là một trong những quá trình nguy hiểm nhất được tiến hành trong ngành công nghiệp hoá chất vì khả năng tỏa nhiệt của phản ứng  (ΔH = −117 kJ/mol).

Sản lượng nitrobenzen toàn cầu trong năm 1985 vào khoảng 1.7×106 tấn.[3]

Cơ chế nitrat hóa

Quá trình nitrat hóa liên quan đến sự hình thành ion nitronium (NO2+), tiếp theo là một phản ứng  thế thơm ái điện tử của nó với benzen. Ion nitronium được tạo ra tại chỗ với phản ứng của axit nitric và một chất khử nước có tính axit, điển hình là axit sulfuric: