可有幾種制法：將苯胺蒸氣與甲醚混合，通過活性氧化鋁催化劑，于230-295℃反應制得。苯胺和甲醇在鉛鋅鉻催化劑作用下生成粗品N-甲基苯胺。再經蒸餾脫除甲醇、水、苯胺和N,N-二甲基苯胺而得N-甲基苯胺成品。該反應也可在三氯化磷存在下反應（苯胺：甲醇：三氯化磷=1：0.9：0.003mol）。

在實驗室制備中，可采用硫酸二甲酯作甲基化劑。將硫酸二甲酯滴加至10%以下的苯胺和水的混合液中，攪拌1h后滴加30%氫氧化鈉溶液。靜置分取上層有機相，下層用苯提取，提取液回收苯后所得油狀物與有機相合并，此即苯胺、N-甲基苯胺和N,N-二甲基苯胺的混合物。用硫酸處理混合物。用硫酸處理混合物，使苯胺生成硫酸鹽結晶濾除。

N,N-二甲基苯胺可與乙酐經下列反應轉化為N-甲基苯胺。

工業品N-甲基苯胺含量≥98%。