Ο πολυμερισμός διαλύματος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πολυμερών και συμπολυμερών με διάλυση ενός μονομερούς και ενός καταλύτη σε έναν μη αντιδραστικό διαλύτη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το υγρό διαλύτη απορροφά τη θερμότητα που παράγεται από τη χημική αντίδραση που ελέγχει τον ρυθμό αντίδρασης. Ο υγρός διαλύτης που χρησιμοποιείται στη διαδικασία πολυμερισμού διαλύματος παραμένει συνήθως ένας διαλύτης για το προκύπτον πολυμερές ή συμπολυμερές. Αυτή η διαδικασία είναι κατάλληλη μόνο για τη δημιουργία υγρών τύπων πολυμερών, καθώς η απομάκρυνση της περίσσειας του διαλύτη είναι δύσκολη. Ενώ η απομάκρυνση της περίσσειας του διαλύτη είναι δυνατή με απόσταξη, συνήθως δεν θεωρείται οικονομικά εφικτή σε μια βιομηχανική κατάσταση.
Η διαδικασία του πολυμερισμού διαλύματος προσφέρει μερικά πλεονεκτήματα καθώς και ένα σημαντικό μειονέκτημα. Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν τον ακριβή έλεγχο της χημικής αντίδρασης, τον έλεγχο της θερμότητας και του ιξώδους που προκύπτει και τον έλεγχο της αυτόματης επιτάχυνσης της διαδικασίας. Το μειονέκτημα της διαδικασίας είναι η δυσκολία που εμπλέκεται στην απομάκρυνση της περίσσειας του διαλύτη από το τελικό πολυμερές.
Οι διαλύτες που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία πολυμερισμού διαλύματος πρέπει να επιλέγονται προσεκτικά. Ένας διαλύτης που δεν αντιδρά στο μονομερές είναι απαραίτητος για τη διαδικασία. Εάν χρησιμοποιηθεί ένας αντιδραστικός διαλύτης, μπορεί να προκύψουν επικίνδυνες διεργασίες αλυσιδωτής αντίδρασης ή άλλες ανεπιθύμητες ενέργειες ως αποτέλεσμα της αυτόματης επιτάχυνσης. Η αυτόματη επιτάχυνση είναι μια αντίδραση που συμβαίνει όταν η θερμότητα που παράγεται από τον πολυμερισμό δεν διαχέεται αρκετά γρήγορα από τον διαλύτη. Καθώς η θερμότητα συσσωρεύεται, το ιξώδες του διαλύματος αυξάνεται, προκαλώντας την επιτάχυνση της διαδικασίας πολυμερισμού πέρα από τον ασφαλή έλεγχο.
Οι διαδικασίες πολυμερισμού βιομηχανικών διαλυμάτων χρησιμοποιούνται συνήθως για την παραγωγή πολυμερών με ειδικά χαρακτηριστικά. Η χημική αντίδραση που λαμβάνει χώρα μεταξύ του μονομερούς και του καταλύτη μπορεί να προσδώσει μοναδικές ιδιότητες στο τελικό προϊόν. Ένα παράδειγμα αυτού του τύπου πολυμερούς είναι το πολυακρυλικό νάτριο, το εξαιρετικά απορροφητικό πολυμερές που χρησιμοποιείται στις πάνες μιας χρήσης.
Αν και αυτή η διαδικασία δεν είναι γενικά εφικτή για ξηρά πολυμερή, λειτουργεί καλά για τύπους υγρών πολυμερών. Η διαδικασία του βιομηχανικού πολυμερισμού διαλύματος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πολυμερών και συμπολυμερών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μορφή διαλύματός τους. Παραδείγματα αυτής της χρήσης περιλαμβάνουν βιομηχανικές κόλλες και επιστρώσεις επιφανειών.
Τα συνθετικά ελαστομερή μπορούν επίσης να παραχθούν χρησιμοποιώντας τη διαδικασία πολυμερισμού διαλύματος. Αυτή η μέθοδος παράγει ένα πιο ακριβές πολυμερές από τις μεθόδους πολυμερισμού γαλακτώματος. Με τον έλεγχο της προσθήκης εξευγενισμένων μονομερών στο διάλυμα καταλύτη-διαλύτη, τα πολυμερή που προκύπτουν μπορούν να σχεδιαστούν προσεκτικά για συγκεκριμένες ιδιότητες. Αυτά τα συνθετικά ελαστομερή βρίσκονται συνήθως σε προϊόντα όπως γάντια από λατέξ, στολές νεοπρενίου και υλικά επένδυσης δαπέδου.