ไฟเซอร์และไบออนเทคผลิตวัคซีนในโรงงานของตน ๆ ในสหรัฐและยุโรปส่วนโฟสันมีสิทธิผลิตและแจกจำหน่ายวัคซีนในจีนเพราะได้ลงทุนกับไบออนเทค[19][20]

กระบวนการผลิตวัคซีนมี 3 ขั้นตอนขั้นตอนแรกเป็นการโคลนพลาสมิดดีเอ็นเอที่เข้ารหัสโปรตีนหนาม (spike protein) ของไวรัสโควิด-19 โดยใส่มันเข้าไปในแบคทีเรีย Escherichia coliสำหรับตลาดทั่วโลก ขั้นตอนนี้ทำในสหรัฐ[132]ในโรงงานนำร่องเล็ก ๆ ของไฟเซอร์ในเมืองเชสเตอร์ฟิลด์ใกล้ ๆ เมืองเซนต์หลุยส์ รัฐมิสซูรี[133][134]หลังจากให้ไวรัสเพาะพันธุ์ในแบคทีเรียเป็นเวลา 4 วัน แบคทีเรียก็จะตายแล้วแตกออก สิ่งที่อยู่ในเซลล์ก็จะทำให้บริสุทธิ์เป็นเวลาสัปดาห์ครึ่งเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ดีเอ็นเอที่ต้องการแล้วเก็บไว้ในขวดเล็ก ๆ และแช่แข็งเพื่อส่งการขนส่งดีเอ็นเออย่างปลอดภัยและรวดเร็วในขั้นนี้สำคัญจนกระทั่งต้องใช้เครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์ของบริษัทเองช่วยขนส่ง[135]

ขั้นตอนที่สองทำที่โรงงานไฟเซอร์ในสหรัฐ (รัฐแมสซาชูเซตส์)[136]และโรงงานไบออนเทคในเยอรมนี[132]ดีเอ็นเอที่ได้จะใช้เป็นแบบสร้างสายเอ็มอาร์เอ็นเอที่ต้องการ[135] ซึ่งใช้เวลาประมาณ 4 วัน[132]เมื่อสร้างและทำให้บริสุทธิ์แล้ว ก็จะแช่เแข็งในถุงพลาสติกเท่ากับถุงช็อปปิ้งใหญ่ ซึ่งแต่ละถุงจะมีวัสดุที่ใช้ทำวัคซีนได้ถึง 5-10 ล้านโดสถุงจะใส่บนชั้นวางพิเศษบนรถบรรทุกเพื่อส่งไปยังโรงงานลำดับต่อไป[135]

ขั้นตอนที่สามทำที่โรงงานไฟเซอร์ในสหรัฐ (ใกล้เมืองแคละมะซู รัฐมิชิแกน)[137]และประเทศเบลเยียม (ใกล้เมืองแอนต์เวิร์ปและกรุงบรัสเซลส์)ซึ่งรวมเอ็มอาร์เอ็นเอเข้ากับอนุภาคนาโนที่เป็นลิพิด (lipid nanoparticle) แล้วบรรจุใส่ขวด ใส่ขวดในกล่อง แล้วแช่แข็ง[135]บริษัทลูกของ Avanti Polar Lipids คือ Croda International เป็นผู้ผลิตลิพิดดังที่ว่า[138]จนถึงเดือนพฤศจิกายน 2020 จุดคอคอดในกระบวนการผลิตก็คือการรวมอาร์เอ็นเอกับลิพิดในขั้นนี้[135]ขั้นตอนนี้ใช้เวลาแค่ 4 วันในการประกอบเอ็มอาร์เอ็นเอกับลิพิดแล้วบรรจุขวด แต่วัคซีนแต่ละล็อตต้องผ่านการตรวจสอบคุณภาพถึง 40 ขั้นตอนเป็นเวลาหลายอาทิตย์โดยต้องเก็บแช่แข็งในอุณหภูมิต่ำมาก[132]

ก่อนเดือนพฤษภาคม 2021[139]โรงงานไฟเซอร์ในเบลเยียมบรรจุดขวดวัคซีนทั้งหมดสำหรับตลาดนอกสหรัฐ[132]ดังนั้น วัคซีนที่ใช้ในทวีปอเมริกานอกเหนือจากสหรัฐทั้งหมดต้องส่งทางเครื่องบินข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก 2 เที่ยว คือเพื่อส่งดีเอ็นเอสำหรับวัคซีนไปยังยุโรป แล้วส่งขวดวัคซีนกลับมายังทวีปอเมริกา[132]

ในเดือนกุมภาพันธ์ 2021 ไฟเซอร์เปิดเผยว่า กระบวนการผลิตทั้งหมดใช้เวลา 110 วันโดยเฉลี่ย โดยบริษัทกำลังทำการเพื่อลดให้เหลือ 60 วัน[140]เวลาเกินครึ่งใช้เพื่อตรวจคุณภาพสำหรับการผลิตทั้ง 3 ขั้น[140]ไฟเซอร์ยังระบุด้วยว่า การผลิตมีองค์ประกอบ 280 อย่างโดยต้องอาศัยบริษัทอื่น ๆ เป็นผู้ส่ง 25 บริษัทในประเทศ 19 ประเทศ[132]

ผู้ผลิตวัคซีนปกติต้องใช้เวลาหลายปีเพื่อปรับการผลิตวัคซีนให้เร็วสุดและมีค่าใช้จ่ายน้อยสุดก่อนจะเริ่มผลิตวัคซีนเป็นจำนวนมาก ๆ[140]แต่เพราะความเร่งด่วนเนื่องกับการระบาดทั่วของโควิด-19 ไฟเซอร์และไบออนเทคจึงเริ่มผลิตทันทีโดยใช้กระบวนการตามที่ทำในแหล็บ ต่อมาจึงเริ่มหาวิธีเร่งความเร็วและเพิ่มผลผลิต[140]

ไบออนเทคประกาศในเดือนกันยายน 2020 ว่าได้ตกลงซื้อโรงงานในเยอรมนีจากบริษัทยา Novartis เพื่อเพิ่มสมรรถภาพการผลิตวัคซีน[141]ซึ่งเมื่อลงตัวแล้ว ก็จะสามารถผลิตวัคซีนถึง 750 ล้านโดสต่อปี หรือมากกว่า 60 ล้านโดสต่อเดือนเป็นโรงงานของไบออนเทคที่สามในยุโรปที่ผลิตวัคซีน โดยไฟเซอร์เองก็ยังมีโรงงานอีก 4 แห่งในสหรัฐและยุโรป[141]

ท้ายเดือนเมษายน 2021 มีรายงานว่า ไฟเซอร์เริ่มส่งวัคซีนจากโรงงานในสหรัฐไปยังเม็กซิโกและแคนาดา ซึ่งใกล้กว่าโรงงานในยุโรปที่เคยส่งวัคซีนไปยังประเทศทั้งสอง[139]