โมเดอร์นาต้องอาศัยบริษัทรับจ้างผลิตเพื่อให้ผลิตวัคซีนได้เป็นจำนวนมาก ๆขั้นตอนแรกของการผลิตคือการสังเคราะห์พลาสมิดดีเอ็นเอเพื่อใช้เป็นแบบสร้างเอ็มอาร์เอ็นเอ ขั้นตอนนี้มีบริษัท Aldevron ในเมืองฟาร์โก้ รัฐนอร์ทดาโคตา (สหรัฐ) เป็นผู้ผลิต[70]ขั้นตอนที่เหลือบริษัททำสัญญากับล็อนซ่ากรุ๊ป (Lonza Group) เพื่อการผลิตในรัฐนิวแฮมป์เชียร์ (สหรัฐ) และในเมือง Visp (สวิตเซอร์แลนด์) โดยซื้อลิพิดที่เป็นส่วนเติมเนื้อยา (excipient) จากบริษัท CordenPharma[71]อนึ่ง บริษัทยังผลิตวัคซีนเองที่โรงงานในเมืองนอร์วูด รัฐแมสซาชูเซตส์ (สหรัฐ)[72]

เพื่อบรรจุวัคซีนใส่ขวดและปิดป้าย บริษัทได้ว่าจ้างบริษัท Catalent ในสหรัฐ และ Laboratorios Farmacéuticos Rovi ในสเปน[71]ในเดือนเมษายน 2021 บริษัทได้ขยายสัญญาที่ทำกับ Catalent เพื่อเพิ่มผลิตวัคซีนโดย Catalent จะผลิตวัคซีนเพิ่มขึ้น 80 ล้านขวดต่อปี[73]ในปลายเดือนเดียวกัน บริษัทประกาศว่าจะลงทุนเป็นพัน ๆ ล้านดอลลาร์สหรัฐเพื่อเพิ่มผลิตวัคซีน โดยอาจผลิตได้ถึง 3,000 ล้านโดสในปี 2022 และผลิตได้ระหว่าง 800-1,000 ล้านโดสในปี 2021การปรับปรุงวิธีการผลิตจะให้ผลเพิ่มผลิตบางส่วน[74][75][29]