氯化铈可通过①将水合物在高真空中和4～6倍氯化铵存在下缓慢加热至400°C，或②将水合物与过量氯化亚砜共热3小时而制得。此外还可以通过单质铈与氯气化合制备无水三氯化铈。它一般通过在高真空下高温升华纯化。
制备.将稀土硫酸铵复盐与氢氧化钠反应，转化为氢氧化稀土。再用空气将后者中的铈氧化为四价铈，以稀盐酸浸出使铈富集，再经溶解、萃取、结晶，制得三氯化铈。
用途.用作制取铈和其他铈盐的原料、石油催化剂，以及有机合成中的路易斯酸等。三氯化铈可作三氟甲磺酸铈的制取原料