五氧化二磷和冷水反應，生成極毒的偏磷酸：P2O5+H2O(冷)=2HPO3，偏磷酸會緩慢轉化為磷酸和熱水反應，生成無毒的正磷酸。這是個放熱反應，現象不是很劇烈。五氧化二磷與水反應，能用於乾燥氣體。磷酸是生產重要的磷肥的原料，也是生產飼料營養劑（磷酸二氫鈣）的原料。
五氧化二磷作用用途：用作氣體和液體的乾燥劑；有機合成的脱水劑、滌綸樹脂的防靜電劑、藥品和糖的精製劑。是製取高純度磷酸、磷酸鹽、磷化物及磷酸酯的母體原料。可用於五氧化二磷溶膠及以H型為主的氣溶膠的製造。
用於製造光學玻璃、透紫外線玻璃、隔熱玻璃、微晶玻璃和乳濁玻璃等，以提高玻璃的色散係數和透過紫外線的能力。用作乾燥劑、脱水劑、糖的精製劑。並用於製取磷酸、磷化合物及氣溶膠等用作半導體硅的摻雜源、脱水乾燥劑、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。
五氧化二磷分子事實上是由四個磷原子和十個氧原子構成，其具體的分子結構為：在白磷分子的每一個磷鍵上插入一個氧原子，剩餘四個氧原子分別通過配位鍵與四個磷原子相連（由磷原子提供一對電子形成的配位鍵）。
