Sản xuất công nghiệp thionyl chloride chủ yếu liên quan đến phản ứng của lưu huỳnh trioxit và lưu huỳnh dichloride:[6]

Các phương pháp khác bao gồm tổng hợp từ phốtpho pentachloride, clo và lưu huỳnh dichloride, hoặc phosgene:

Phản ứng đầu tiên của bốn phản ứng trên cũng tạo thành phốtpho oxychloride (phosphoryl chloride), có tính chất hóa học giống như thionyl chloride trong nhiều phản ứng của nó.