บิวทิรัลดีไฮด์ใช้เป็นสารตั้งต้นหลักในอุตสาหกรรมเคมีสำหรับการผลิตพลาสติก เรซิน สารเคมียาง น้ำมันหล่อลื่นสังเคราะห์ ยางสังเคราะห์ และสารเคลือบต่างๆ โดยเฉพาะในการสังเคราะห์ 2-เอทิลเฮกซานอล ซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำคัญสำหรับพลาสติไซเซอร์ในพีวีซี นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตบิวทานอลผ่านการไฮโดรเจนเนชัน และเป็นสารตั้งต้นสำหรับวาเลอรัลดีไฮด์ผ่านการควบรวมอัลโดล

เนื่องจากมีกลิ่นผลไม้เฉพาะตัว จึงใช้ในการสังเคราะห์น้ำหอม สารให้กลิ่นรส (เช่น กลิ่นกล้วยหรือแอปเปิ้ล) และสีย้อมสำหรับผลิตภัณฑ์อาหาร เครื่องสำอาง และอื่นๆ

ในอุตสาหกรรมสีและเรซิน บิวทิรัลดีไฮด์ทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายและสารตั้งต้นในการผลิตเรซินอะลคีดและเรซินเมลามีน ซึ่งให้คุณสมบัติทนต่อความชื้นและความร้อนได้ดี

นอกจากนี้ยังใช้ในการผสมสารยับยั้งการกัดกร่อน ในการแปรรูปสิ่งทอและกระดาษ เป็นสารตั้งต้นสำหรับสารกำจัดศัตรูพืชบางชนิดในภาคเกษตร และในงานวิจัยด้านชีวเคมีเพื่อสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่ซับซ้อน