วานาเดียมถูกใช้เป็นหลักในการผลิตเหล็กกล้าความแข็งแรงสูง-โลหะผสมต่ำ (HSLA) โดยทำหน้าที่เป็นสารปรับแต่งเมล็ดผลึกที่มีประสิทธิภาพและเสริมความแข็งแรงให้กับโลหะแม้ในปริมาณน้อย มันช่วยเพิ่มความแข็ง ความเหนียว และความต้านทานการสึกหรอของเหล็ก ทำให้เหมาะสำหรับการก่อสร้าง ชิ้นส่วนยานยนต์ และการผลิตเครื่องมือ

ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและอุตสาหกรรมกลาโหม วานาเดียมเป็นส่วนประกอบสำคัญในโลหะผสมไทเทเนียม ซึ่งช่วยปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานความร้อนสำหรับใช้ในเครื่องยนต์เจ็ตและโครงสร้างเครื่องบิน

วานาเดียมยังถูกใช้ในการกักเก็บพลังงาน โดยเฉพาะในแบตเตอรี่เรด็อกซ์โฟลว์วานาเดียม (VRFBs) ซึ่งมีคุณค่าจากอายุการใช้งานยาวนาน ความสามารถในการขยายขนาด และความสามารถในการกักเก็บพลังงานจำนวนมาก—ทำให้เหมาะสำหรับการกักเก็บพลังงานในโครงข่ายไฟฟ้าและการบูรณาการพลังงานหมุนเวียน

นอกจากนี้ สารประกอบของวานาเดียมยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการเคมี เช่น การผลิตกรดซัลฟิวริก โดยวานาเดียมเพนท็อกไซด์ (V₂O₅) ถูกใช้เพื่อเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างมีประสิทธิภาพ

การใช้งานขนาดเล็ก ได้แก่ การใช้ในเม็ดสีสำหรับเซรามิกและกระจกเนื่องจากความสามารถในการผลิตสารประกอบที่มีสีสัน และในกระบวนการผลิตเคมีเฉพาะทางบางอย่าง