Вода со следами серной кислоты разлагает диазоуксусный эфир на этиловый эфир гликолевой кислоты и азот, под действием соляной кислоты получается этиловый эфир хлоруксусной кислоты, под действием уксусной кислоты - этиловый эфир ацетоксиуксусной кислоты. При мягком восстановлении в щелочной среде, под действием закиси железа, восстанавливается в гидразон этилового эфира глиоксалевой кислоты. Под действием щелочей полимеризуется в гетероциклические соединения. Присоединяется по кратным связям, например, конденсация диэтилового эфира фумаровой кислоты с диазоуксусным эфиром дает триэтиловый эфир пиразолин-3,4,5-трикарбоновой кислоты. С галогенами дает этиловые эфиры дигалогенуксусных кислот. Со спиртами дает О-эфиры этилового эфира гликолевой кислоты. Внедряется в циклы давая эфиры циклоалканкарбоновых кислот, напр. с бензолом образуется производное циклогептатриена, с циклогексаном - циклогептанона. С нитрилами дает оксазолы. При реакции с концентрированным аммиаком дает глицин, аспарагиновую кислоту и ее амиды. При нагревании с порошком меди образует диэтилфумарат, а при обработке щелочью - производное сим-тетразина. Восстанавливается сульфидом аммония до гидразида этилового эфира глиоксиловой кислоты, амальгамой натрия - до этилового эфира гидразинуксусной кислоты, цинком - до глицина, водородом над платиной - до уксусной кислоты.
При действии концентрированных соляной и серной кислот, а также при нагревании или в загрязненном виде разлагается со взрывом.