El clorur de ceri s'utilitza en catalitzadors de petroli, catalitzadors d'escapament d'automòbils, intermedis i altres indústries. És la matèria primera principal per a la preparació de ceri de terres rares per electròlisi i reducció tèrmica de metalls. El sulfat d'amoni de terres rares es dissol en hidròxid de sodi, s'oxida a l'aire i es lixivia amb àcid clorhídric diluït. Es pot utilitzar en el camp de la detenció de la corrosió metàl·lica.
L'aplicació del clorur de ceri en la síntesi orgànica i els intermedis farmacèutics ha cridat cada cop més l'atenció. Com tots sabem, la reacció d'addició nucleòfila entre el reactiu de Grignard o el grup organoliti i carbonil és un pas important en la síntesi orgànica, i el rendiment de condensació i productes d'addició es veu afectat per l'aparició de reaccions secundaries com l'addició conjugada d'aldehids insaturats. i cetones. L'addició evita aquestes reaccions secundaries, augmenta els rendiments i escurça els temps de reacció. Com que Ce3+ té una forta afinitat per l'oxigen, és més fàcil unir-se a l'àtom d'oxigen del grup carbonil que Li o Mg, mentre que l'alcalinitat del reactiu d'organocerium és inferior a la del reactiu d'organoliti i de Grignard, que És fàcil coordinar el grup carbonil amb l'oxigen carbonil, la qual cosa afavoreix la reacció d'addició entre el nucleòfil i el grup carbonil. Per tant, l'organocerium pot reaccionar amb aldehids i cetones d'alta resistència per formar els alcohols corresponents. D'aquesta manera es poden sintetitzar molts alcohols.
En presència de CeCl3 anhidre, alquil, grup naftalè, grup aríl, grup arí heterocíclic i acilsilà substituït insaturat poden reaccionar amb el bromur de vinil magnesi sense reacció secundaria. Amb la industrialització del procés de preparació de clorur de ceri, mostra bones perspectives d'aplicació en el camp de la síntesi orgànica i els intermedis farmacèutics. Pot promoure diverses reaccions orgàniques i les seves aplicacions en la síntesi orgànica i la síntesi d'intermedis farmacèutics. L'addició de reactiu de Grignard o organoliti pot prevenir l'aparició de reaccions secundaries d'addició nucleòfila de carbonil, millorant el rendiment i la selectivitat. D'aquesta manera es poden sintetitzar molts alcohols. L'organoceri també pot reaccionar amb el nitril per donar productes de metilamina terciària. Té un valor potencial d'aplicació en la síntesi orgànica.