El cloruro de cerio se utiliza en catalizadores de petróleo, catalizadores de escape de automóviles, productos intermedios y otras industrias. Es la principal materia prima para la preparación de tierras raras de cerio por electrólisis y reducción térmica de metales. El sulfato de amonio de tierras raras se disuelve en hidróxido de sodio, se oxida al aire y se lixivia con ácido clorhídrico diluido. Se puede utilizar en el campo de la detención de la corrosión de metales.
La aplicación del cloruro de cerio en la síntesis orgánica y en los intermedios farmacéuticos ha atraído cada vez más atención. Como todos sabemos, la reacción de adición nucleofílica entre el reactivo de Grignard o el organolitio y el grupo carbonilo es un paso importante en la síntesis orgánica, y el rendimiento de los productos de condensación y adición se ve afectado por la aparición de reacciones secundarias como la adición conjugada de aldehídos y cetonas insaturados. La adición evita estas reacciones secundarias, aumenta los rendimientos y acorta los tiempos de reacción. Debido a que el Ce3+ tiene una fuerte afinidad por el oxígeno, es más fácil unirse al átomo de oxígeno en el grupo carbonilo que el Li o el Mg, mientras que la alcalinidad del reactivo de organocerio es menor que la del organolitio y el reactivo de Grignard, lo que facilita la coordinación del grupo carbonilo con el oxígeno del carbonilo, lo que favorece la reacción de adición entre el nucleófilo y el grupo carbonilo. Por lo tanto, el organocerio puede reaccionar con aldehídos y cetonas de alta resistencia para formar los alcoholes correspondientes. De esta manera se pueden sintetizar muchos alcoholes.
En presencia de CeCl3 anhidro, el alquilo, el grupo naftaleno, el grupo arilo, el grupo arilo heterocíclico y el acilsilano sustituido insaturado pueden reaccionar con el bromuro de vinilmagnesio sin reacción secundaria. Con la industrialización del proceso de preparación de cloruro de cerio, muestra buenas perspectivas de aplicación en el campo de la síntesis orgánica y los intermedios farmacéuticos. Puede promover varias reacciones orgánicas y sus aplicaciones en la síntesis orgánica y la síntesis de intermedios farmacéuticos. La adición de reactivo de Grignard u organolitio puede prevenir la aparición de reacciones secundarias de adición nucleofílica de carbonilo, mejorando el rendimiento y la selectividad. Muchos alcoholes se pueden sintetizar de esta manera. El organocerio también puede reaccionar con nitrilo para dar productos de metilamina terciaria. Tiene un valor de aplicación potencial en la síntesis orgánica.