在有機合成中，NiCl2及它的水合物有時有著重要作用：
1、是一種溫和的路易斯酸，例如促進二烯醇特定選擇性異構化；
2、與CrCl2共用促使醛類和碘乙烯偶聯合成烯丙醇；
3、當使用LiAlH4作還原劑時，使得反應只進行選擇性還原，例如將烯烴還原成烷烴；
4、是硼化鎳的母體，與NaBH4原位反應得到硼化鎳。硼化鎳類似于蘭尼鎳，可以有效用作對不飽和羰基化合物進行氫化時的催化劑；
5、與鋅反應得到細鎳粉，用于還原醛、烯烴和硝基苯等化合物。這種鎳粉還可以用于武茲反應；
6、作碘苯和亞磷酸酯反應生成芳基二烷基膦酸酯的催化劑：ArI + P(OEt)3 → ArP(O)(OEt)2 + EtI。
