ใช้โครเมียมไตรออกไซด์เป็นสารออกซิไดซ์ที่มีประสิทธิภาพสูงในปฏิกิริยาทางเคมี โดยเฉพาะในการแปรสภาพแอลกอฮอล์เป็นคาร์บอนิล เช่น การเปลี่ยนแอลกอฮอล์ปฐมภูมิเป็นอัลดีไฮด์หรือคีโตน นิยมใช้ในห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรมเคมี

นอกจากนี้ยังใช้ในการชุบโครเมียมไฟฟ้า เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนและทำให้พื้นผิวมีความมันวาว โดยนำไปใช้ในชิ้นส่วนยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า และอุปกรณ์ต่างๆ

ในอุตสาหกรรมโลหะ ใช้เป็นสารเคลือบผิวเพื่อป้องกันสนิม และช่วยเพิ่มยึดเกาะของสีหรือสารเคลือบอื่นๆ

โครเมียมไตรออกไซด์ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์บางชนิด ในการผลิตสารประกอบโครเมียมอื่นๆ และในการฟอกหนังเพื่อเพิ่มความทนทานและต้านทานเชื้อจุลินทรีย์ นอกจากนี้ ยังมีบทบาทในการผลิตสีย้อม สารให้สี และสารเคมีพิเศษบางชนิด เนื่องจากคุณสมบัติการออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง

ใช้ในการทำความสะอาดอุปกรณ์เคมี เนื่องจากสามารถกำจัดสารอินทรีย์ตกค้างได้ดี

อย่างไรก็ตาม สารนี้มีพิษสูง ก่อให้เกิดมลพิษ และอาจเป็นสารก่อมะเร็ง จึงต้องใช้อย่างระมัดระวังและควบคุมการปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมอย่างเข้มงวด