嘧啶和各種取代的嘧啶有多種方法合成。例如，巴比妥酸(2，4，6-三羥基嘧啶)可由脲與丙二酸二乙酯在醇鈉的作用下縮合而成。巴比妥酸與磷酰氯一起加熱，得2，4，6-三氯嘧啶，它與甲醇鈉反應，又可得三甲氧基嘧啶。氯代嘧啶與氨或一級、二級胺反應，生成相應的氨基嘧啶。
嘧啶的衍生物胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶，是核酸和脫氧核酸的組成部分，維生素B1分子中的嘧啶部分是4-氨基-2-甲基-5-嘧啶甲基的基團。許多口服的長效磺胺藥是嘧啶及其異構體的衍生物。
將2,4-二氯嘧啶在鈀、氧化鎂和活性炭存在下經還原反應制取。