Cērija hlorīdu izmanto naftas katalizatoros, automobiļu izplūdes gāzu katalizatoros, starpproduktos un citās nozarēs. Tā ir galvenā izejviela retzemju cērija iegūšanai ar elektrolīzes un metāla termiskās reducēšanas palīdzību. Retzemju amonija sulfātu izšķīdina nātrija hidroksīdā, oksidē gaisā un izskalo ar atšķaidītu sālsskābi. To var izmantot metāla korozijas apturēšanas jomā.
Cērija hlorīda izmantošana organiskajā sintēzē un farmaceitiskajos starpproduktos ir piesaistījusi arvien lielāku uzmanību. Kā mēs visi zinām, nukleofīlā pievienošanas reakcija starp Grinjāra reaģentu vai litija organogānu un karbonilgrupu ir svarīgs organiskās sintēzes posms, un kondensācijas un pievienošanās produktu iznākumu ietekmē blakusreakciju rašanās, piemēram, konjugēta nepiesātināto aldehīdu pievienošana. un ketoni. Pievienošana novērš šīs blakusparādības, palielina ražu un saīsina reakcijas laiku. Tā kā Ce3+ ir spēcīga afinitāte ar skābekli, tas ir vieglāk saistīties ar skābekļa atomu karbonilgrupā nekā Li vai Mg, savukārt organocērija reaģenta sārmainība ir zemāka nekā organolitijam un Grignara reaģentam, kas ir viegli koordinēt karbonilgrupu ar karbonilskābekli, kas veicina pievienošanās reakciju starp nukleofilu un karbonilgrupu. Tāpēc organocērijs var reaģēt ar augstas pretestības aldehīdiem un ketoniem, veidojot atbilstošos spirtus. Tādā veidā var sintezēt daudzus spirtus.
Bezūdens CeCl3 klātbūtnē alkilgrupa, naftalīna grupa, arilgrupa, heterocikliskā arilgrupa un -nepiesātināts aizvietots acilsilāns var reaģēt ar vinilmagnija bromīdu bez blakusreakcijas. Ar cērija hlorīda sagatavošanas procesa industrializāciju tas parāda labas pielietojuma perspektīvas organiskās sintēzes un farmaceitisko starpproduktu jomā. Tas var veicināt dažādas organiskas reakcijas un to pielietojumu organiskajā sintēzē un farmaceitisko starpproduktu sintēzē. Grignāra reaģenta vai organolija pievienošana var novērst karbonilnukleofīlo pievienošanas blakusreakciju rašanos, uzlabojot ražu un selektivitāti. Tādā veidā var sintezēt daudzus spirtus. Organocērijs var reaģēt arī ar nitrilu, veidojot terciāros metilamīna produktus. Tam ir potenciāla pielietojuma vērtība organiskajā sintēzē.