虽然液体呼吸的初衷——深海潜水迄今为止尚未得以实现，但医学家在其他领域找到了液体呼吸的应用。1989年，Greenspan等人在治疗早产儿呼吸窘迫综合征时第一次尝试了使用基于全氟化碳液体的全液体呼吸。虽然未能最终挽救新生儿的生命，但他们在实验中观察到肺部顺应性上升、肺氧合指数上升等一系列良性改善。随后在1995年，Hirschl等在成年人、儿童以及足月新生儿中尝试了应用部分液体呼吸（PLV）治疗急性呼吸窘迫综合症（ARDS），证明了这种技术的安全性，并观察到了一定疗效。
关于液体呼吸治疗急性呼吸窘迫综合症的原理有以下几种可能的机理。首先，由于液体的比重较大，可以起到扩充在病变中塌陷的肺泡、增加有效肺泡面积的作用。其次，急性呼吸窘迫综合症经常伴随着肺泡表面活性物质失活，而全氟化碳液体本身较低的表面张力可以起到类似表面活性剂的作用。另外，在溺水、重症肺炎等状况下，肺泡中往往有许多外源或血管渗出性液体，氧气的扩散需要先通过气-液界面，然后再通过液体-肺泡界面，而对肺部直接充入含氧的全氟化碳液体，等于消除了气-液界面，促进了氧气的传质效率。最后，有研究表明一些全氟化碳液体在肺泡中有一定的抗炎作用，尽管目前具体的机理尚不明确。
然而，由于液体呼吸需要一系列配套装置和参数调整，加上许多报道指出，与传统的呼吸机相比，液体呼吸在治疗ARDS等疾病方面并无明显优势，近年来临床中已很少使用这一方式治疗急性呼吸窘迫综合症。不过，仍有一些研究探索液体呼吸在临床上的其他潜在用途，例如快速诱导低体温以保护缺氧性心跳骤停造成的不可逆脑损伤。
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