Hydroxylamín hydrochlorid sa používa v organickej syntéze na prípravu oxímov a hydroxámových kyselín z karboxylových kyselín, N- a O-substituovaných hydroxyamínov a adičných reakcií dvojnej väzby uhlík-uhlík.

Počas acetylbromidovej metódy extrakcie lignínu z lignocelulózovej biomasy Hydroxylamín hydrochlorid sa môže použiť na odstránenie brómu a polybromidu z roztoku.

Pri povrchových úpravách sa používa na prípravu prostriedkov proti stieraniu, inhibítorov korózie a čistiacich prísad. Je tiež východiskovým materiálom pre výrobu liečiv a agrochemikálií. 

V gumárenskom a plastovom priemysle je to antioxidant, urýchľovač vulkanizácie a lapač radikálov.

Používa sa tiež ako fixátor textilných farieb, pomocný pri niektorých procesoch farbenia, ako pomocná látka na extrakciu a flotáciu kovov, ako antioxidant v mastných kyselinách a mydlách a ako stabilizátor farby a emulzná prísada do farebných filmov.