Найпоширенішим методом виробництва ПЕ є обробка суспензії або газової фази, а деякі виробляються шляхом обробки фази розчину. Усі ці процеси є екзотермічними реакціями за участю етиленового мономеру, α-олефінового мономеру, каталітичної системи (може бути більше однієї сполуки) та різних типів розріджувачів. Для контролю молекулярної маси використовуються водень і деякі каталізатори. Суспензійний реактор, як правило, являє собою ємність з перемішуванням або більш часто використовуваний великомасштабний петлевий реактор, в якому суспензію можна перемішувати при циркуляції. Коли етилен і сомономер (за потреби) вступають в контакт з каталізатором, утворюються частинки поліетилену.
Після видалення розріджувача; поліетиленові гранули або гранули порошку сушать і додають добавки відповідно до дозування для отримання гранул. Сучасна виробнича лінія з великими реакторами з двошнековими екструдерами може виробляти понад 40 000 фунтів ПЕ на годину. Розробка нових каталізаторів сприяє покращенню продуктивності нових сортів HDPE. Двома найбільш часто використовуваними типами каталізаторів є Philips' каталізатори на основі оксиду хрому та каталізатори сполук титану-алкіл алюмінію. HDPE, вироблений каталізатором Phillips, має молекулярно-масовий розподіл середньої ширини; титан-алкілалюмінієвий каталізатор має вузький розподіл молекулярної маси. Каталізатор, що використовується у виробництві вузьких полімерів MDW в подвійному реакторі, також може бути використаний для отримання широких марок MDW. Наприклад, два реактори серії, що виробляють продукти, що значно відрізняються за молекулярною масою, можуть виробляти бімодальні полімери молекулярної маси, які мають повний діапазон розподілу молекулярної маси.
