Він широко застосовується як позитивний електрод (анод) в потужних літієвих батареях і акумуляторах. Оксид ванадію може бути використаний, щоб стимулювати центри фарбування в корунді (мінерал Al2O3), для створення імітації олександриту, хоча олександрит у природі є хризоберилом (BeAl2O4).
Застосування Оксид ванадію(IV) застосовується у виробництві ванадієвих бронз, як напівпровідниковий матеріал для терморезисторів, перемикачів пам'яті, дисплеїв, для скляних покриттів, які блокують інфрачервоне випромінювання.
Його використовують: як легуючу добавку до металу для отримання стійких до корозії та жароміцних сплавів; виготовлення постійного магніту; у керамічній, текстильній, скляній та лакофарбовій промисловості (зокрема, оксид ванадія як стійкий хімічний пігмент);
Велика кількість ванадія міститься у рослинній олії, грибах, петрушці, печінці, жирному м'ясі, морській рибі, сої, кропі та хлібних злаках. В організмі дорослої людини міститься близько 100 мкг ванадія.