Diferentemente das matérias-primas, o setor de transformação do óleo vegetal ou do sebo animal em biodiesel usufrui de equipamentos relativamente sofisticados para o processamento, ou seja, já está consolidada sua tecnologia.

A dinâmica tecnológica da cadeia produtiva está sob o comando dos fornecedores de equipamentos, os quais detêm uma barreira baixa à entrada de novos competidores.

No Brasil, a maioria das usinas de transformação opera com equipamentos de tecnologia de origem estrangeira, e as principais empresas fornecedoras são Dedini/Ballestra, Crown Iron e Lurgi. Todas operam em regime contínuo a partir da soja, pelo método da transesterificação por metanol, e processam em média 100.000 toneladas por ano.

A empresa Tacbio, de origem brasileira, adaptou os equipamentos para processar outras matérias-primas e utilizar o etanol na transesterificação, mas ainda não os testou comercialmente.Para a obtenção da matéria-prima, as empresas no setor têm três alternativas:

- Comprar o óleo das indústrias moageiras.

- Produzir o óleo com grãos de produção própria (em empresas que integraram os processos de plantação de grãos, de moagem de grãos para transformação em óleo e de produção de biodiesel).

- Produzir o óleo com os grãos de terceiros. 

Segundo um estudo do Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (IBP), as empresas que optam pela integração de todo o processo conseguem os melhores resultados econômicos. Por isso, analistas afirmam que as empresas da agroindústria são as mais favorecidas economicamente a entrarem no mercado de biodiesel, já que estão estabelecidas nas etapas anteriores do processo de transformação do óleo vegetal ou sebo animal em biodiesel.  

Por isso, atualmente, as maiores empresas de transformação em biodiesel são provenientes da atividade agroindustrial, principalmente as que estão ligadas ao esmagamento da soja (Caramuru Alimentos, ADM, Granol e Oleoplan), além do frigorífico Bertin, que produz o biodiesel por meio de sebo animal. Além das empresas do agronegócio, as empresas petrolíferas e químicas também estão se inserindo no mercado de biodiesel.

Empresas como Petrobrás, Repsol, Du Pont e Shell investem em usinas de transformação em biodiesel, instalando plantas produtivas convencionais ou já testando novas rotas tecnológicas de produção.  Além disso, essas empresas apostam no biodiesel como novo combustível na matriz energética que já investem na produção de biocombustíveis de 2º e 3º geração.

No processamento do óleo vegetal ou do sebo animal para transformar em biodiesel resulta também a glicerina como subproduto. Utilizada nas indústrias de cosméticos, de alimentos e de bebidas, era esperado um aumento na sua oferta no país, porém, não foi contemplada pelo Programa Nacional de Produção e Uso de Biocombustível (PNPB) novos canais de consumo e uso. Por exemplo, não reviu a regulamentação que especifica as características da glicerina, pois a resultante do processo de produção de biodiesel é diferente da que é exigida para seu consumo em outras indústrias.  Além disso, há custos de logística para o refino da glicerina, já que essa atividade é realizada na região Sudeste, enquanto a produção de biodiesel é concentrada na região Centro-Oeste. Por isso, muitas empresas não sabiam aonde destinar a glicerina. Muitas armazenaram o produto que, a partir de 2008, passou a ser destinado ao mercado externo.