Le bromure de tétrabutylammonium (TBAB) peut être synthétisé par la réaction de l'hydroxyde de tétrabutylammonium avec l'acide hydrobromique. La réaction est généralement réalisée dans un solvant approprié, comme l'eau ou un solvant organique. Une autre voie alternative est la réaction du chlorure de tétrabutylammonium avec le bromure d'argent, où l'ion chlore est substitué par l'ion brome. Pour obtenir du TBAB avec une haute pureté et un bon rendement, un contrôle soigneux de la température, de la concentration et du temps de réaction est nécessaire.