Tesla's fabrik i Fremont, Californien er en af verdens mest avancerede bilfabrikker, med 5,3  millioner kvadrat feet fabriksområde og kontorer på 370   acres land. Efterfølgende Fremont City's godkendelse af Tesla's planer om udvidelse, vil virksomheden blive næsten dobbelt i størrelse med næsten 10 millioner kvadrat feet, og tusindvis af nye job i de kommende år.

Før Tesla var fabrikken hjemsted for General Motors fra 1962 ti 1982 og Toyota's New United Motor Manufacturing, Inc (NUMMI) fra 1984 indtil samarbejdet sluttede i 2009. Tesla købte fabrikken i 2010 og lavede en omfattende ombygning, inden den første Model  S kørte ud af fabrikken i juni 2012. For at gøre, hvad der en gang var et mørkt, indelukket område, lysere, tilføjede Tesla tagvinduer for at give medarbejderne naturligt lys og gulvene blev malet med hvid epoxy maling for at skabe et rent arbejdsmiljø. Fabrikken har også et cafeteria, gym, sundhedscenter og udendørs terrasse.

For at understøtte den øgede produktion af 500.00 biler om året inden 2018, er Tesla fokuseret på at skabe verdens mest automatiserede fremstillingssystemer og samtidig sikre, at dens mange medarbejdere har de avancerede færdigheder, der er unikke til Tesla's produktionsprocesser. Til dags dato har Tesla allerede øget produktion på dets Fremont fabrik med 400 procent og det vil stige efterhånden som Tesla udvider produktionen af Model 3 i 2017. Tesla stræber altid efter det højest mulige niveau af ekspertise, med hver Model S, Model X og den nye Model 3 fremstillet i Fremont, hvor størstedelen af bilens komponenter også laves.

Kort over faciliteterne på Tesla fabrikken i Fremont, Californien
Kort over faciliteterne på Tesla fabrikken i Fremont, Californien