Le chlorure de baryum est soluble dans l'eau. À température ambiante, il est soluble à 26,4 % et une solution entre les deux contient jusqu'à 26,4 % de chlorure de baryum. Il est insoluble dans l'éthanol.
Les sels de baryum solubles dans l'eau sont toxiques pour l'homme. Le sulfate de potassium et le sulfate de magnésium sont utilisés comme traitements d'urgence pour l'empoisonnement au chlorure de baryum. Ceux-ci agissent en réagissant avec le chlorure de baryum pour former du sulfate de baryum. Le sulfate de baryum est moins dangereux en raison de son insolubilité dans l'eau.
Malgré sa toxicité, le chlorure de baryum est un réactif de laboratoire utile. C'est également un agent colorant dans les feux d'artifice car il produit une couleur verte brillante lorsqu'il est brûlé.
