Hợp chất niobi(V) chloride trong ngành công nghiệp có thể thu được bằng cách clo hóa trực tiếp kim loại niobi ở nhiệt độ nằm trong khoảng 300 đến 350 °C:[2]

Trong phòng thí nghiệm, niobi(V) chloride thường được điều chế từ Nb2O5, vấn đề chính là phản ứng không đầy đủ để tạo oxyhalit. Việc chuyển đổi có thể được thực hiện với thionyl chloride.[3] Hợp chất cũng có thể được điều chế bằng cách clo hóa niobi(V) oxit với sự có mặt của cacbon ở nhiệt độ 300 °C. Các sản phẩm, tuy nhiên, cũng chứa một lượng nhỏ tạp chất NbOCl3.