Ceriumklorid er hovedråstoffet for fremstilling av sjeldne jordarters cerium ved elektrolyse og termisk metallreduksjon. Sjeldne jordartsmetaller ammoniumsulfat oppløses i natriumhydroksid, oksideres med luft og utlutes med fortynnet saltsyre. Den kan brukes innen metallkorrosjonsforebygging.
Anvendelsen av ceriumklorid i organisk syntese og farmasøytiske mellomprodukter har tiltrukket seg mer og mer oppmerksomhet. Som vi alle vet, er den nukleofile addisjonsreaksjonen mellom Grignard-reagens eller organolitium og karbonylgruppe et viktig trinn i organisk syntese og er mye brukt, men det er vanligvis ledsaget av alkylering, reduksjon, kondensasjon og , og forekomsten av bireaksjoner som f.eks. konjugert tilsetning av -umettede aldehyder og ketoner påvirker utbyttet av adduktprodukter. Tilsetning forhindrer disse bireaksjonene, øker utbyttet og forkorter reaksjonstiden. Fordi Ce3+ har en sterk oksygenaffinitet, er det lettere å binde seg til oksygenatomet på karbonylgruppen enn Li eller Mg, og alkaliteten til organocerium-reagensen er lavere enn for organolithium og Grignard-reagens, så det er lett å koordinere karbonylgruppen med karbonyloksygenet, som bidrar til addisjonsreaksjonen til nukleofilen og karbonylgruppen. Som et resultat kan organocerium reagere med sterkt hindrede aldehyder og ketoner for å danne de tilsvarende alkoholene. Ulike alkoholer kan syntetiseres på denne måten.
I nærvær av vannfri CeCl3 kan alkyl, naftenyl, aryl, heterosyklisk aryl og -umettet substituert acylsilan reagere med vinylmagnesiumbromid uten bireaksjoner. Med industrialiseringen av ceriumkloridfremstillingsprosessen viser den gode bruksutsikter innen organisk syntese og farmasøytiske mellomprodukter. Det kan fremme en rekke organiske reaksjoner og har anvendelser i organisk syntese og syntese av farmasøytiske mellomprodukter. Tilsetning av Grignard-reagens eller organolitium forhindrer sidereaksjoner av karbonylnukleofil addisjon, noe som øker utbytte og selektivitet. Mange alkoholer kan syntetiseres på denne måten. Organocerium kan også reagere med nitril og gi tertiære metylaminprodukter. Det har potensiell bruksverdi i organisk syntese.