może być wyizolowany z przetworzonych rud uranowych lub wytworzony na drodze dwóch reakcji jądrowych: (n,2n) lub (n,γ). W zasadzie powinno to wyeliminować wszystkie problemy związane z otrzymywaniem . Jednakże napromieniowanie neutronami daje duże ilości i innych niepożądanych zanieczyszczeń, a względnie małe ilości .
Protaktyn-233 jest jedynym izotopem protaktynu, który otrzymywany jest w gramowych ilościach; pierwszy gram został otrzymany w 1964 roku przez naukowców w National Reactor Testing Station w Idaho. Znaczenie tego izotopu wynika z faktu, że jest etapem pośrednim w produkcji rozszczepialnego . Reakcja została odkryta w 1938 roku przez Lise Meitner:
wyparł izotop z zastosowań jako znacznik izotopowy ze względu na swój okres półtrwania, stosunkową łatwość otrzymywania oraz nietrudne do wykrycia widmo gamma.
Protaktyn-234 Nuklid występuje naturalnie w dwóch postaciach izomerycznych: , odkryty przez Fajansa i Göhringa w 1913 roku oraz , odkryty przez Hahna w 1921 roku. Oba izotopy są źródłami promieniowania , rozpadając się do , ale jest metastabilny i w 0,13% rozpadów, w wyniku przejścia izomerycznego, rozpada się do swojego stanu podstawowego, .