2,2-Dimethylvaleronitrile ถูกนำไปใช้เป็นหลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการผลิตยาและสารเคมีทางการเกษตร กลุ่มไนไตรล์ของมันทำให้มีคุณค่าในการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน มักผ่านปฏิกิริยาเช่น การไฮโดรไลซิสหรือการรีดักชัน นอกจากนี้ ยังใช้ในการพัฒนาสารเคมีพิเศษ รวมถึงโพลิเมอร์และสารเคลือบผิว ซึ่งคุณสมบัติของมันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียร ในงานวิจัย ใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาเส้นทางสังเคราะห์ใหม่ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการผลิตน้ำหอมและรสชาติ ซึ่งช่วยในการสร้างสารประกอบหอมเฉพาะ