伊布替尼的合成路線主要由兩個步驟構成，第一個步驟是以(S)-1-Boc-3-羥基哌啶為起始物料，經過羥基甲磺醯基保護、N-Boc脫保護、氯乙醯基化合成中間體(S)-N-(3-氯丙醯基)哌啶醇-3-(4-甲基苯磺醯酯)(IBTN-3)，然後與3-(4-苯氧基苯基)-1H-吡唑並[3,4-d]嘧啶-4-胺(SM3)進行親核取代、消除反應獲得伊布替尼。
第二個步驟是採用光學純的(1R,2R)-1,2-環己烷二甲醇為起始原料，合成手性藥物伊布替尼，通過在合成過程中對IBTN-3、IBTN-4和伊布替尼進行重結晶提純保障產物的純度和光學純度，相較於拆分方法，反應收率高，雜質少，純度高，產物純度大於99.9%，ee值大於99.9%。
此外，還有其他不同的合成路線，例如使用4-苯氧基甲酸或乙氧基亞甲基丙二腈作為起始原料，涉及多個化學反應步驟，包括醯化、縮合、甲氧基化、吡唑環化、嘧啶環化等，這些路線雖然步驟較多，但能夠有效促進反應的進行和產物的形成。