Taljenje olova koristi toplinu i kemijske reakcije za oslobađanje olova iz spojeva na koje je vezan u olovnim rudama. Mineralni galenit — olovni sulfid (PbS) — jedna je od primarnih ruda koja se koristi u procesu taljenja. Prvo, olovo se oksidira, oslobađajući ga od sumpora i vežući ga na kisik, stvarajući olovni oksid (PbO). Zatim se kisik izvlači iz olova na visokoj temperaturi, smanjujući okoliš. To se radi u prisutnosti ugljika tako da se kisik spaja s ugljikom, ostavljajući čisto rastaljeno olovo kao konačni proizvod.
Arheološki dokazi o taljenju olova datiraju više od 8,000 godina. Najranije poznato topljenje dogodilo se u današnjoj Turskoj. Olovna cijev otkrivena je na arheološkim nalazištima u Mezopotamiji, staroj Perziji i Egiptu. Rimljani su uvelike koristili olovo za vodovod. Primitivna ognjišta i peći za taljenje olova korištena su za vađenje olova iz galenata i razvijena su u mnogim dijelovima svijeta gdje je ruda pronađena.
Drevno topljenje vršilo se korištenjem gomila olovne rude i drvenog ugljena u vanjskim ognjištima i pećima. Za dobivanje dovoljnih količina olova morale su se koristiti rude visokog kvaliteta kao što je galenit. Čisto, rastaljeno olovo je teklo iz talionica, tvoreći ploče sirovog olova za kasniju upotrebu. Ovaj se proces koristio tisućama godina i bio je moguć zbog relativno niskih temperatura potrebnih za taljenje olova. Primitivna topionica još uvijek su izvor onečišćenja olovom, jer se nije radilo na zaštiti tla od onečišćenja.
Suvremene metode taljenja koriste kontrolirano okruženje kako bi se povećalo dobivanje olova i smanjilo onečišćenje. Taljenje olova vrši se pomoću visokih i rotacijskih peći ili kombinacijom obje vrste. Olovne rude se miješaju s koksom, vapnencem i drugim materijalima i reduciraju u peći. Teško rastaljeno olovo ponire na dno peći, dok druge tvari tvore lakše slojeve iznad olova. Velik dio onečišćenja i otpada je kontroliran, jer se mnogi nusproizvodi taljenja olova zarobljavaju za kasniju obnovu i korištenje.
Dobivanje olova iz recikliranih proizvoda vrši se sekundarnim taljenjem olova. Umjesto olovnih ruda koriste se stare cijevi, baterije i drugi materijali koji sadrže olovo. Proces oporavka od recikliranih materijala sličan je topljenju olova iz rude. Spojevi koji sadrže toplinu i ugljik kao što su koks ili drveni ugljen koriste se u redukciji olovnih oksida. Sumpor i drugi otpadni proizvodi se hvataju pomoću vapna, sode ili sličnih materijala.