聚乳酸的合成主要通過一步法和兩步法實現。
一步法是直接縮聚法，在脫水劑的存在下，乳酸分子中的羥基和羧基受熱脫水，直接縮聚合成低聚物，加入催化劑後，繼續升溫使低相對分子質量的聚乳酸聚合成更高相對分子質量的聚乳酸。
兩步法首先將乳酸單體縮聚脫水並由兩分子乳酸環化得到丙交酯，再將丙交酯開環聚合得到聚乳酸，這種方法可以精確控制聚合反應的分子量，達到10萬以上。
此外，還有反應擠出製備高分子量聚乳酸的方法，使用間歇式攪拌反應器和雙螺桿擠出機進行連續的熔融聚合，可以獲得分子量高達147000的聚乳酸。
這些方法各有特點，適用於不同的生產需求和條件。