Oxid vanadičný (V₂O₅) je nejdůležitější oxid vanadu. Připravuje se tepelným rozkladem metavanadičnanu amonného:

2 NH₄VO₃ → V₂O₅ + 2 NH₃ + H₂O

Oxid vanadičný má žlutočernou barvu. Taje při teplotě 660 °C. Ve vodě je rozpustný velmi nepatrně, roztok reaguje slabě kysele.

Reakcí oxidu vanadičného s kyselinou chlorovodíkovou vzniká oxidochlorid vanadičný:

V₂O₅ + HCl → 2 VOCl₃ + 3 H₂O

Tento oxid je amfoterní, ve vodě se rozpouští pouze omezeně a vzniklý roztok reaguje kysele. Rozpouštění můžeme podpořit okyselením roztoku. Tím získáme světle žlutý roztok kationtu dioxovanadičného (VO₂)⁺. V roztocích alkalických hydroxidů jsou při vysokém pH přítomny orthovanadičnanové anionty VO₄^3-.

Oxid vanadičný má schopnost vratně uvolňovat kyslík, proto se velmi často používá v průmyslu jako katalyzátor. Katalyzuje např. redukce olefinů a aromatických uhlovodíků vodíkem. Nejdůležitější využití nachází při výrobě kyseliny sírové, kde oxiduje oxid siřičitý na oxid sírový. Reakce probíhá takto: V₂O₅ + 2 SO₂ → V₂O₃ + 2 SO₃

V₂O₃ + O₂ → V₂O₅.