L-Phenylalanine มีการใช้งานในหลายด้าน โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมอาหารและยา เนื่องจากเป็นกรดอะมิโนจำเป็นที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ได้เอง ต้องได้รับจากการบริโภคอาหารหรืออาหารเสริม ในอุตสาหกรรมอาหาร มักใช้เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร เพื่อช่วยเสริมสร้างโปรตีนและส่งเสริมการทำงานของระบบประสาท นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารให้ความหวานในผลิตภัณฑ์บางชนิด เช่น aspartame ซึ่งเป็นสารให้ความหวานเทียม ในด้านยา L-Phenylalanine ถูกนำมาใช้ในการรักษาภาวะซึมเศร้าและความเจ็บปวดเรื้อรัง เนื่องจากมีส่วนช่วยในการผลิตสารสื่อประสาท เช่น dopamine, norepinephrine และ epinephrine ซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมอารมณ์และการรับรู้ความเจ็บปวด นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาถึงบทบาทของ L-Phenylalanine ในการรักษาโรคผิวหนังบางชนิด เช่น โรคด่างขาว เนื่องจากช่วยกระตุ้นการผลิตเม็ดสีเมลานินในผิวหนัง โดยรวมแล้ว L-Phenylalanine มีบทบาทสำคัญทั้งในด้านโภชนาการและการแพทย์ ช่วยสนับสนุนสุขภาพร่างกายและจิตใจของผู้บริโภค