Naast de rechtstreekse synthese uit de samenstellende elementen kan holmium(III)chloride ook bereid worden door de reactie van holmium(III)oxide met ammoniumchloride, bij 200-250°C:[1]
Holmium(III)chloride vertoont de opmerkelijke eigenschap van kleur te veranderen onder invloed van licht: in natuurlijk licht hebben de kristallen een gele kleur, terwijl zij onder een fluorescentielamp een rood-roze kleur verkrijgen.