Le (dichlorométhyl)benzène est produit par chloration radicalaire du toluène, catalysé par la lumière ou des initiateurs radicalaires comme le peroxyde de benzoyle. Un intermédiaire et une réaction consécutive sont observés :
La réaction est contrôlée de manière à éviter la réaction consécutive de chloration. Il en résulte un mélange de chlorure de benzyle et de (dichlorométhyl)benzène qui est purifié par distillation. Le (dichlorométhyl)benzène peut être considéré comme un sous-produit de la fabrication du chlorure de benzyle.