ไนเตรตพาลาเดียมไดไฮเดรตถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาทางเคมีต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ มันมีบทบาทสำคัญในกระบวนการไฮโดรเจนเนชันและเดไฮโดรเจนเนชัน ซึ่งช่วยแปลงสารประกอบที่ไม่อิ่มตัวให้เป็นสารอิ่มตัวหรือกลับกัน นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการผลิตสารเคมีละเอียดและเภสัชภัณฑ์ ซึ่งคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาของมันช่วยให้เกิดการแปลงที่ประสิทธิภาพและเลือกสรรได้

ในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุ สารประกอบนี้ถูกใช้ในการเตรียมวัสดุฐานพาลาเดียม เช่น นาโนอนุภาคและฟิล์มบาง ซึ่งจำเป็นสำหรับการประยุกต์ใช้ในอิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์ และการเร่งปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์โพลิเมอร์การประสานและโครงสร้างโลหะ-อินทรีย์ (MOFs) ซึ่งมีศักยภาพในการเก็บก๊าซ การแยก และการเร่งปฏิกิริยา

นอกจากนี้ ไนเตรตพาลาเดียมไดไฮเดรตยังถูกนำไปใช้ในเคมีวิเคราะห์เป็นตัวเร่งสำหรับการตรวจจับและการวัดปริมาณสารเฉพาะ ความสามารถในการก่อตัวคอมเพล็กซ์กับลิแกนด์ต่างๆ ทำให้มีคุณค่าในการวิเคราะห์สเปกโตรโฟโตเมตรีและโครมาโทกราฟี โดยรวมแล้ว ความหลากหลายและประสิทธิภาพทำให้เป็นสารประกอบที่สำคัญทั้งในอุตสาหกรรมและการวิจัย