早期的高級脂肪酸主要從動植物油脂中提取，隨著現代石油化工的發展，高級脂肪酸已可以通過合成法生產。在美國和日本，仍以天然油脂為主要原料，同時還采用以烯烴為原料的生產路線；中國、俄羅斯及東歐各國主要以石蠟（見石油蠟）為原料生產。
以天然油脂為原料：油脂中的脂肪酸碳數幾乎全部為偶數，所以，該法所得脂肪酸均為偶碳產物。油脂是甘油三酯類化合物，可通過加堿皂化、酸化或者水解的方法制取脂肪酸。其基本反應為：工業上采用Colgate Emery連續分解裝置，把高壓蒸汽鼓入分解塔內，反應溫度250~260℃，壓力5.0~5.5MPa，停留時間2~3h，反應轉化率達98%~99%，產物通過加氫除去不飽和脂肪酸，再經減壓蒸餾得純度為99.5%的產品。
用油脂生產的脂肪酸稱天然脂肪酸。此外，高級脂肪酸還可以從松香、木漿浮油中提取（見農林化工產品）。以石油烴為原料，即石蠟氧化法——1936年德國亨克爾公司建立第一個工業化裝置。該法是以沸程350~420℃的直鏈正構烷烴——石蠟為原料，在高錳酸鉀或二氧化錳-鉀-鈉催化劑存在下，石蠟與空氣在反應塔內接觸。首先在120~160℃，0.14~0.63MPa下引發1~2h，控制溫度在105~120℃，反應時間12~20h，收率75%~85%，產物在洗滌塔內水洗除去C1~C4酸，分離催化劑后加堿皂化，再于380℃，0.6~1.3MPa下分離不皂化物，最后用硫酸酸化，通過精制分離出各種等級的脂肪酸。每噸酸消耗石蠟約1.75~1.85t。反應可在多組串聯的氧化塔或其他形式反應器中連續進行。
以烯烴為原料，主要有下列方法：
①伯醇堿氧化法——由烯烴通過羰基合成法和齊格勒法制的伯醇經堿熔融生成鈉鹽，再經酸化得脂肪酸：
RCH2OH+NaOH─→RCOONa+2H2
2RCOONa+H2SO4─→2RCOOH+Na2SO4
②直鏈α－烯烴氫甲酰化、氧化或羧基化法——基本反應式為：
③齊格勒中間體氧化和羧基化法——乙烯齊聚得到的烷基鋁直接氧化，或者與二氧化碳反應生成三烷氧基鋁后，再經水解成酸：
2R3Al+9O2─→6R′COOH+3H2O+Al2O3
R3Al+3CO2─→(RCOO)3Al
(RCOO)3Al+3H2O─→3RCOOH+Al(OH)3
④科赫法——支鏈烯烴在硫酸-氟化硼催化劑存在下，于0~80℃，0.1~10MPa條件下與一氧化碳、水反應可生成帶支鏈的高級脂肪酸。