Kloralhydrat brukes til kortvarig behandling av søvnløshet og som beroligende middel før mindre medisinske inngrep eller tannbehandling. Det ble stort sett fortrengt i midten av det 20. århundre av barbiturater og senere av benzodiazepiner. Tidligere ble det også brukt i veterinærmedisin som en narkose. I dag er det ofte brukt som en ingrediens i den veterinære bedøvelsen equithesin. Det blir også fortsatt brukt som et beroligende middel før EEG-målinger, som det er en av de få tilgjengelige beroliggende midler som ikke underbygger epilepsiutbrudd.