Цериевият хлорид се използва в петролни катализатори, катализатори за изгорели газове на автомобили, междинни продукти и други индустрии. Това е основната суровина за получаване на редкоземен церий чрез електролиза и термична редукция на метал. Редкоземният амониев сулфат се разтваря в натриев хидроксид, окислява се във въздуха и се излугва с разредена солна киселина. Може да се използва в областта на спирането на металната корозия.
Приложението на цериев хлорид в органичния синтез и фармацевтичните междинни продукти привлича все повече внимание. Както всички знаем, реакцията на нуклеофилно присъединяване между реагента на Гринярд или органолития и карбонилната група е важна стъпка в органичния синтез и добивът на кондензационни и присъединителни продукти се влияе от появата на странични реакции като конюгирано присъединяване на ненаситени алдехиди и кетони. Добавянето предотвратява тези странични реакции, увеличава добивите и съкращава времето за реакция. Тъй като Ce3+ има силен афинитет към кислорода, той е по-лесен за свързване към кислородния атом на карбонилната група, отколкото Li или Mg, докато алкалността на органоцериевия реагент е по-ниска от тази на органолития и реактива на Гринярд, които е лесно да се координира карбонилната група с карбонилния кислород, което е благоприятно за реакцията на присъединяване между нуклеофила и карбонилната група. Следователно органоцерият може да реагира с високоустойчиви алдехиди и кетони, за да образува съответните алкохоли. Много алкохоли могат да бъдат синтезирани по този начин.
В присъствието на безводен CeCl3, алкил, нафталинова група, арилова група, хетероциклична арилова група и -ненаситен заместен ацилсилан могат да реагират с винил магнезиев бромид без странична реакция. С индустриализацията на процеса на получаване на цериев хлорид, той показва добри перспективи за приложение в областта на органичния синтез и фармацевтичните междинни продукти. Може да насърчава различни органични реакции и техните приложения в органичния синтез и синтеза на фармацевтични междинни продукти. Добавянето на реактив на Гринярд или органолитий може да предотврати появата на странични реакции на карбонилно нуклеофилно присъединяване, подобрявайки добива и селективността. Много алкохоли могат да бъдат синтезирани по този начин. Органоцерият може също да реагира с нитрил, за да даде третични метиламинови продукти. Има потенциална приложна стойност в органичния синтез.