五氧化二磷用作氣體和液體的干燥劑；有機合成的脫水劑、滌綸樹脂的防靜電劑、藥品和糖的精制劑。是制取高純度磷酸、磷酸鹽、磷化物及磷酸酯的母體原料。還可用于五氧化二磷溶膠及以H型為主的氣溶膠的制造。

用于制造光學玻璃、透紫外線玻璃、隔熱玻璃、微晶玻璃和乳濁玻璃等，以提高玻璃的色散系數和透過紫外線的能力。

用作干燥劑、脫水劑、糖的精制劑，并用于制取磷酸、磷化合物及氣溶膠等用作半導體硅的摻雜源、脫水干燥劑、有機合成縮合劑及表面活性劑。在初中化學中經常用來檢驗空氣中氧氣的質量分數。