ไดเมทิลพทาลีนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารพลาสติไซเซอร์ในการผลิตพลาสติกเบสเซลลูโลส เช่น เซลลูโลสอะซีเตทและเซลลูโลสบุทิเรท ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและความทนทาน ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตฟิล์ม เส้นใย และสารเคลือบ นอกจากนี้ยังใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล เช่น น้ำหอมและเครื่องสำอาง ในฐานะตัวทำละลายและสารตรึงกลิ่นเพื่อคงความหอม ในภาคอุตสาหกรรม เป็นส่วนประกอบในยาขับไล่แมลง โดยเฉพาะยุง เนื่องจากไล่แมลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณสมบัติตัวทำละลายยังนำไปใช้ในการผลิตกาว หมึก และสารเคลือบ ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการใช้งานและการแห้งตัว เกรดความบริสุทธิ์สูงใช้เป็นสารตรึงโครมาโทกราฟีในเคมีวิเคราะห์