Utilizado como matéria-prima para fabricação de zircônia. Também é utilizado como aditivo de borracha, dessecante de revestimento, material refratário, cerâmica, esmalte e agente de tratamento de fibras.
O oxicloreto de zircônia é a principal matéria-prima para a produção de outros produtos de zircônio, como zircônia, carbonato de zircônio, sulfato de zircônio, zircônia composta e separação de háfnio de zircônio para preparar háfnio de zircônio metálico. Também pode ser usado como aditivo em têxteis, couro, borracha, agentes de tratamento de superfícies metálicas, dessecantes de revestimento, materiais refratários, cerâmicas, catalisadores, retardadores de fogo e outros produtos.