คลอไรด์พาลลาเดียม(II) ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปฏิกิริยาการจับคู่ เช่น Heck, Suzuki และ Stille ปฏิกิริยาเหล่านี้จำเป็นสำหรับการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอน ซึ่งสำคัญในการผลิตยา สารเคมีเกษตร และสารเคมีละเอียด นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน รวมถึงผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติและโพลิเมอร์ คลอไรด์พาลลาเดียม(II) ยังมีบทบาทในกระบวนการไฮโดรจิเนชันและดีไฮโดรจิเนชัน ทำให้มีคุณค่าในการผลิตสารเคมีพิเศษ ในกระบวนการชุบไฟฟ้า ใช้ในการสะสมชั้นเคลือบพาลลาเดียมบนพื้นผิวต่างๆ เพื่อเพิ่มความทนทานและต้านทานการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังเป็นสารตั้งต้นสำหรับสารประกอบพาลลาเดียมอื่นๆ ที่ใช้ในแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมที่หลากหลาย