由氯乙酸與甲醇經酯化反應制得。將甲醇與氯乙酸按重量比0.366:1混合均勻，攪拌加熱，于105-110℃下進行酯化反應。反應過程中不斷蒸出氯乙酸甲酯、水和甲醇的三元共沸物，經酯分離器分層，將分出的甲醇和水重新回流入反應鍋內，分出的粗酯用碳酸鈉中和。經中和的粗酯先用常壓蒸餾切取130℃餾分，再進行減壓蒸餾，收集65℃（8kPa）餾分，即為氯乙酸甲酯成品。收率約96%。
用于農藥中間體時，所得粗酯經水洗、中和即可獲得含量95%以上的產品，可直接使用。生產1t這種規格的氯乙酸甲酯，約消耗氯乙酸800kg，甲醇330kg。在室驗室制備時常在氯乙酸和甲醇混合液中滴加濃硫酸，加熱回流5h，再經中和、水洗、干燥、減壓蒸餾而得成品。