ลิเทียมไฮไดรด์ถูกใช้หลักๆ เป็นแหล่งของก๊าซไฮโดรเจนในงานทหารและการบินอวกาศ เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ จะปลดปล่อยไฮโดรเจนอย่างรวดเร็ว ทำให้มีประโยชน์ในระบบผลิตไฮโดรเจนฉุกเฉิน เช่น สำหรับสูบลมเรือช่วยชีวิตหรือบอลลูนสภาพอากาศ

มันทำหน้าที่เป็นสารรีดิวซ์ในกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในการเตรียมไฮไดรด์ซับซ้อนและไฮไดรด์โลหะ เนื่องจากมีความตอบสนองสูง จึงถูกนำไปใช้ในการผลิตลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์และลิเทียมโบโรไฮไดรด์ ซึ่งเป็นสารรีดิวซ์ที่สำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตเคมี

ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ลิเทียมไฮไดรด์ถูกใช้เป็นตัวดูดซับนิวตรอนและวัสดุป้องกัน โดยเฉพาะในเครื่องปฏิกรณ์และระบบเก็บรักษา เนื่องจากมีครอสเซคชันนิวตรอนสูงของลิเทียม-6 นอกจากนี้ยังถูกศึกษาสำหรับใช้ในระบบเก็บไฮโดรเจนสำหรับเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง เนื่องจากมีปริมาณไฮโดรเจนต่อน้ำหนักสูง

นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในงานที่อุณหภูมิสูง เช่น ในการผลิตเซรามิกและแก้ว ซึ่งทำหน้าที่เป็นฟลักซ์หรือสารเติมแต่งเพื่อปรับคุณสมบัติของวัสดุ