При возгонке разлагается на ксенон и тетрафторид ксенона. Разложение водного раствора в кислой среде идет медленно, в щелочной - очень быстро, при этом образуется ксенон, кислород и фториды. Окисляет ацетонитрил при его температурекипения. Менее активный окислитель, чем молекулярный фтор. Фторирует Mn, W, Nb, Sb, Sn, Ti, S, P, Te, Ge, Si до высших фторидов в интервале температур от -10 до +30 С, а нагревание реакционной смеси до 50 С приводит к взаимодействию дифторида ксенона с окислами и солями многих металлов. Водный раствор окисляет броматы до перброматов; в щелочной среде - Np (V) до Np (VI) и Np (VII). В твердофазной системе окисляет Ce, Pr и Tb до тетрафторидов, а в присутствии фторидацезия Ce, Pr, Nd, Tb, Dy, Tu - с образованием комплексов Cs3[LnF7]. Фторирует органические вещества. С пентафторидом мышьяка дает гексафторарсенат трифтордиксенона. В среде пентафторида сурьмы реагирует с ксеноном, оксидом углерода (II) с образованием производных катиона диксенона Xe2+.