Ceriumkloridi on pääraaka-aine harvinaisten maametallien ceriumin valmistuksessa elektrolyysillä ja metallin lämpöpelkistysmenetelmällä. Harvinaisen maametallin ammoniumsulfaatti liuotetaan natriumhydroksidiin, hapetetaan ilmalla ja uutetaan laimealla kloorivetyhapolla. Sitä voidaan käyttää metallien korroosionestossa.
Ceriumkloridin käyttö orgaanisessa synteesissä ja farmaseuttisissa välituotteissa on herättänyt yhä enemmän huomiota. Kuten me kaikki tiedämme, Grignard-reagenssin tai organolitiumin ja karbonyyliryhmän välinen nukleofiilinen additioreaktio on tärkeä vaihe orgaanisessa synteesissä ja sitä käytetään laajalti, mutta siihen liittyy yleensä alkylointi, pelkistys, kondensaatio ja , ja sivureaktioiden, kuten esim. -tyydyttymättömien aldehydien ja ketonien konjugoitu lisäys vaikuttaa additiotuotteiden saantoon. Lisäys estää nämä sivureaktiot, lisää saantoja ja lyhentää reaktioaikoja. Koska Ce3+:lla on voimakas happiaffiniteetti, se sitoutuu helpommin karbonyyliryhmän happiatomiin kuin Li tai Mg, ja organoceriumreagenssin alkalisuus on alhaisempi kuin organolitiumilla ja Grignard-reagenssilla, joten se on helppo koordinoida karbonyyliryhmä karbonyylihapen kanssa, mikä edistää nukleofiilin ja karbonyyliryhmän additioreaktiota. Tämän seurauksena organoserium voi reagoida voimakkaasti estettyjen aldehydien ja ketonien kanssa muodostaen vastaavia alkoholeja. Tällä tavalla voidaan syntetisoida erilaisia alkoholeja.
Vedettömän CeCl3:n läsnä ollessa alkyyli, naftenyyli, aryyli, heterosyklinen aryyli ja tyydyttymätön substituoitu asyylisilaani voivat reagoida vinyylimagnesiumbromidin kanssa ilman sivureaktioita. Ceriumkloridin valmistusprosessin teollistumisen myötä sillä on hyvät sovellusmahdollisuudet orgaanisen synteesin ja farmaseuttisten välituotteiden alalla. Se voi edistää erilaisia orgaanisia reaktioita ja sillä on sovelluksia orgaanisessa synteesissä ja farmaseuttisten välituotteiden synteesissä. Grignard-reagenssin tai organolitiumin lisääminen estää karbonyylinukleofiilisen lisäyksen sivureaktiot, mikä lisää saantoa ja selektiivisyyttä. Monet alkoholit voidaan syntetisoida tällä tavalla. Organocerium voi myös reagoida nitriilin kanssa muodostaen tertiäärisiä metyyliamiinituotteita. Sillä on potentiaalista sovellusarvoa orgaanisessa synteesissä.