Карбонат лития растворяют в фарфоровой чашке в 20–25-процентном растворе хлороводородной кислоты, взятой в некотором недостатке.

Раствор нагревают и отфильтровывают от карбоната и других примесей в другую фарфоровую чашку. Фильтрат немного подкисляют и помещают в эксикатор над серной кислотой. Эксикатор ставят в термостат при температуре 10–15°C, но не выше 16,2°C. После испарения части воды выпадают кристаллы LiCl•2H₂O. Их отфильтровывают, отжимают между листами фильтровальной бумаги и хранят в склянке с притертой пробкой или запаивают. При выпаривании раствора (не выше 90°C) и охлаждения (не ниже 25°C) выпадает моногидрат LiCl•H₂O. С ним поступают, как описано выше. При выпаривании раствора в пределах 160,0–101,8°C выпадает безводная соль.

Для получения безводной соли из кристаллогидратов их нагревают в фарфоровой чашке или тигле, до температуры 400–500°C. Обезвоживание можно вести и в стеклянной трубке в слабом токе воздуха.

Хлорид лития — белый мелкокристаллический порошок, на воздухе, притягивая влагу, расплывается. Хранить только в хорошо закрытой склянке или в запаянной ампуле.