在生产热丁腈橡胶的过程中，将乳化剂、多种丁二烯单体（包括1,3-丁二烯，1,2-丁二烯）、引发剂和催化剂加入聚合反应的容器。水在反应容器中作为媒介，容器被加热到30-40℃来促使聚合反应并促进侧链的生成。因为在生产中加入了多种能参与加聚反应的单体，所以随着每种单体的浓度的变化或者是反应时条件的改变，**终所得的聚合物种类也会随之变化，并且所得的聚合物内的种类也是纷繁复杂的。**终的产物中不可能找出简单的重复单元。也由于这个原因，丁腈橡胶作为一个笼统的聚合物，不存在一个正式的IUPAC名字。该聚合反应中的一部分可用以下的方程式表示：1,3-丁二烯+1,3-丁二烯++1,3-丁二烯+1,3-丁二烯→丁腈橡胶

聚合反应通常要进行5-12小时，反应的产率可达70**，当反应趋近于结束时，向容器中加入链终止剂（例如二甲基二硫代氨基甲酸和二乙基羟胺）与剩余的自由基反应，从而终止聚合反应。而未反应的单体通过在泥浆气提器除去。

在生产冷丁腈橡胶的过程中和热丁腈橡胶的过程十分相似，聚合反应容器被加热到5-15℃而非30-40℃。在较低的温度下，能大大减减少聚合物中支链的数量。而冷丁腈橡胶和热丁腈橡胶**大的差别就在于支链的数量