Teslan tehdas Fremontissa Kaliforniassa on maailman kehittyneimpiä autotehtaita. Sen valmistus- ja toimistotilojen pinta-ala on puoli miljoonaa neliömetriä, ja maa-ala on 150 hehtaaria. Fremontin kaupungin hyväksyttyä Teslan laajennussuunnitelmat yritys lähes kaksinkertaistaa tehtaan koon melkein 930 000 neliömetriin ja luo tulevina vuosina tuhansia uusia työpaikkoja.

Ennen Teslaa tehtaan omisti General Motors vuosina 1962 - 1982 ja vuodesta 1984 Toyotan New United Motor Manufacturing, Inc (NUMMI), kunnes kumppanuus päättyi vuonna 2009. Tesla osti tehtaan vuonna 2010 ja uudisti sen täydellisesti, ennen kuin ensimmäinen Model S rullasi tuotantolinjalta kesäkuussa vuonna 2012. Valaistakseen ennen hämärän ja suljetun tilan Tesla lisäsi kattoikkunat, joista työntekijät saavat luonnonvaloa, ja maalasi lattiat valkoisella epoksimaalilla luodakseen puhtaan työympäristön. Tehtaassa on myös kahvila, kuntosali, terveyskeskus ja ulkoterassit.

Tukeakseen autojen tuotannon nostamista 500 000 autoon vuodessa vuoteen 2018 mennessä Tesla aikoo luoda maailman automatisoidummat valmistusjärjestelmät samalla varmistaen, että sen työntekijät saavat tarvittavan koulutuksen Teslan ainutlaatuisista tuotantoprosesseista. Tähän mennessä Tesla on lisännyt Fremontin tehtaan tuotantoa 400 prosentilla, ja tuotanto nousee tästäkin, kun Tesla aloittaa Model 3:n tuotannon vuonna 2017. Tesla pyrkii aina mahdollisimman korkeaan laatuun kaikissa Fremontissa valmistettavissa malleissa: Model S, Model X ja Model 3. Samassa tehtaassa valmistetaan myös suurin osa autojen komponenteista.

Kartta Teslan tehdasalueesta Fremontissa, Kaliforniassa
Kartta Teslan tehdasalueesta Fremontissa, Kaliforniassa