Minoksidil, barbitürik asit hammaddesinden sentezlenir. Sentez süreci şu adımları içerir: 1. Phosphorus oxychloride ile reaksiyona girerek 2,4,6-trichloropyrimidine oluşumu. 2. Amonyum ile reaksiyon sonrası 2,4-diamino-6-chloropyrimidine elde edilmesi. 3. Potasyum hidroksit varlığında 2,4-diamino-6-(2,4-dichlorophenoxy)-pyrimidine oluşumu. 4. 3-chloroperbenzoic asit ile oksidasyon sonucu 2,4-diamino-6-(2,4-dichlorophenoxy)pyrimidine-3-oxide elde edilmesi. 5. Yüksek sıcaklıkta piperidin grubu eklenerek minoksidil oluşumu. Minoksidil, ayrıca sulfotransferaz enzimi SULT1A1 aracılığıyla sülfatlanarak aktif formu olan minoksidil sülfat haline gelir.