Jako dodatek do żywności jest wymieniony jako E numer 282 w Codex Alimentarius. Propionian wapnia jest stosowany jako środek konserwujący w wielu różnych produktach, w tym: w chlebie, innych wypiekach, przetworzonym mięsie, serwatce i innych produktach mlecznych. W rolnictwie stosowany jest m.in. do zapobiegania gorączce mlecznej u krów oraz jako dodatek do pasz. Propioniany, podobnie jak benzoesany, uniemożliwiają mikrobom wytwarzanie potrzebnej im energii. Jednakże, w przeciwieństwie do benzoesanów, propioniany nie wymagają kwaśnego środowiska.
Propionian wapnia jest stosowany w produktach piekarniczych jako inhibitor pleśni, zazwyczaj w stężeniu 0,1-0,4% (chociaż pasza dla zwierząt może zawierać do 1%). Skażenie pleśnią jest uważane za poważny problem wśród piekarzy, a warunki powszechnie występujące podczas pieczenia stwarzają prawie optymalne warunki dla rozwoju pleśni.
Kilkadziesiąt lat temu, Bacillus mesentericus (lina), stanowił poważny problem, ale dzisiejsze ulepszone praktyki sanitarne w piekarni, w połączeniu z szybkim obrotem gotowego produktu, praktycznie wyeliminowały tę formę psucia się produktów. Propionian wapnia i propionian sodu są skuteczne zarówno przeciwko linom B. mesentericus, jak i pleśni.
Metabolizm propionianu rozpoczyna się od jego konwersji do koenzymu propionowego A (propionyl-CoA), zwykle pierwszego kroku w metabolizmie kwasów karboksylowych. Ponieważ kwas propanowy ma trzy węgle, propionyl-CoA nie może bezpośrednio wejść ani w cykl beta oksydacyjny, ani w cykl kwasu cytrynowego. U większości kręgowców propionylo-CoA jest karboksylowany do D-metylomalonylo-CoA, który jest izomeryzowany do L-metylomalonylo-CoA. Enzym zależny od witaminy B12 katalizuje rearanżację L-metylomalonylo-CoA do sukcynylo-CoA, który jest pośrednikiem cyklu kwasu cytrynowego i może być tam łatwo włączony.
Dzieciom podawano propionian wapnia lub placebo przez codzienny chleb w podwójnie ślepym badaniu krzyżowym kontrolowanym placebo. Chociaż nie było znaczącej różnicy w dwóch środkach, statystycznie istotna różnica została znaleziona w proporcji dzieci, których zachowanie „pogorszyło się” z wyzwaniem (52%), w porównaniu do proporcji, których zachowanie „poprawiło się” z wyzwaniem (19%). Kiedy kwas propanowy był podawany bezpośrednio do mózgu gryzoni, powodował odwracalne zmiany zachowania (np. nadpobudliwość, dystonia, upośledzenie społeczne, perseweracja) i zmiany w mózgu (np. wrodzony neurozapalenie, zubożenie glutationu) częściowo naśladujące autyzm u ludzi.
Propionian wapnia może być stosowany jako środek grzybobójczy na owocach.
W badaniu z 1973 r. zgłoszonym przez EPA stwierdzono, że podawanie propionianu wapnia drogą wodną w ilości 180 ppm było nieznacznie toksyczne dla rybek racicznicy.
.