CSCl2 est préparé en deux étapes à partir du disulfure de carbone (S=C=S). Dans la première étape, celui-ci est chloré pour former le chlorure de trichlorométhanesulfényle, CCl3SCl:
CS2 + 3 Cl2 → CCl3SCl + S2Cl2
La chloration doit être contrôlée pour éviter qu'un excès de chlore ne convertisse le chlorure de trichlorométhanesulfényle en tétrachlorure de carbone (CCl4). Une hydrodistillation sépare ce chlorure de trichlorométhanesulfényle, un rare chlorure de sulfényle et hydrolyse le chlorure de soufre.
La réduction du chlorure de trichlorométhanesulfényle produit du thiophosgène:
CCl3SCl + M → CSCl2 + MCl2
avec M, un métal; typiquement, l'étain est utilisé comme réducteur.