Il metodo di produzione più comune di PE è attraverso l'elaborazione in fase liquida o in fase gassosa e alcuni sono prodotti tramite l'elaborazione in fase di soluzione. Tutti questi processi sono reazioni esotermiche che coinvolgono monomero di etilene, monomero di α-olefina, sistema catalitico (può essere più di un composto) e vari tipi di diluenti. L'idrogeno e alcuni catalizzatori sono usati per controllare il peso molecolare. Il reattore di sospensione è generalmente un serbatoio agitato o un reattore a circuito su larga scala più comunemente usato in cui la sospensione può essere agitata in circolazione. Quando l'etilene e il comonomero (se necessario) entrano in contatto con il catalizzatore, si formano particelle di polietilene.
Dopo aver rimosso il diluente; i granuli di polietilene o i granuli di polvere vengono essiccati e addizionati di additivi secondo il dosaggio per produrre pellet. Una moderna linea di produzione con grandi reattori con estrusori bivite può produrre più di 40.000 libbre di PE all'ora. Lo sviluppo di nuovi catalizzatori contribuisce a migliorare le prestazioni dei nuovi gradi di HDPE. I due tipi di catalizzatori più comunemente usati sono Philips' catalizzatori a base di ossido di cromo e catalizzatori composti di titanio-alchil alluminio. L'HDPE prodotto dal catalizzatore Phillips ha una distribuzione del peso molecolare di media larghezza; il catalizzatore titanio-alchil alluminio ha una stretta distribuzione del peso molecolare. Il catalizzatore utilizzato nella produzione di polimeri MDW stretti in un doppio reattore può essere utilizzato anche per produrre gradi MDW larghi. Ad esempio, due reattori in serie che producono prodotti a peso molecolare significativamente diverso possono produrre polimeri a peso molecolare bimodale che hanno una gamma completa di distribuzione del peso molecolare.
