Используется для получения лития электролизом расплава смеси хлорида лития с хлоридом калия при 600 °C. Также используется как флюс при плавке и пайке алюминия и магния.
Соль используется как осушить.
Хлорид лития используется в органическом синтезе, например, как добавка в реакции Стилле. Ещё одним применением является использование хлорида лития для осаждения РНК из клеточных экстрактов.
Также используется в пиротехнике для придания пламени темно-красного оттенка.
Используется как твёрдый электролит в химических источниках тока.