Sodium tetrachloropalladate(II) ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาพื้นฐานพัลลาเดียม ซึ่งจำเป็นในปฏิกิริยาอินทรีย์ต่างๆ รวมถึงปฏิกิริยาการจับคู่ข้าม เช่น Suzuki, Heck และ Sonogashira reactions ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการผลิตยาและเคมีภัณฑ์ละเอียด นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมอนุภาคนาโนพัลลาเดียม ซึ่งมี ứng dụngในการเก็บไฮโดรเจน การตรวจจับเซนเซอร์ และตัวเร่งปฏิกิริยาในหม้อไอน้ำรถยนต์สำหรับควบคุมการปล่อยมลพิษ นอกจากนี้ยังเป็นสารสำคัญในกระบวนการชุบไฟฟ้าเพื่อเคลือบพัลลาเดียมบนพื้นผิว เพิ่มความทนทานและต้านทานการกัดกร่อน ในเคมีวิเคราะห์ ใช้ในการตรวจจับและวัดปริมาณสารประกอบเฉพาะผ่านปฏิกิริยาคอมเพล็กซ์