Käytetään raaka-aineena zirkoniumoksidin valmistuksessa. Sitä käytetään myös kumin lisäaineena, pinnoitteen kuivausaineena, tulenkestävänä materiaalina, keramiikka-, lasite- ja kuidunkäsittelyaineena.
Zirkoniumoksikloridi on pääraaka-aine muiden zirkoniumtuotteiden, kuten zirkoniumoksidin, zirkoniumkarbonaatin, zirkoniumsulfaatin, komposiittizirkoniumoksidin ja zirkoniumhafniumin erotuksen valmistuksessa metallin zirkoniumhafniumin valmistamiseksi. Sitä voidaan käyttää myös lisäaineena tekstiileissä, nahassa, kumissa, metallien pintakäsittelyaineissa, pinnoitteen kuivausaineissa, tulenkestävissä materiaaleissa, keramiikassa, katalyyteissä, palonestoaineissa ja muissa tuotteissa.
