ฟลูดาราบีนถูกใช้เป็นหลักในการรักษาโรคมะเร็งบางชนิด โดยเฉพาะมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟไซติกเรื้อรัง (Chronic Lymphocytic Leukemia - CLL) ยานี้ทำงานโดยรบกวนการเจริญเติบโตและการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็งในร่างกาย มักใช้เมื่อการรักษาวิธีอื่นไม่ได้ผล

นอกจาก CLL แล้ว ฟลูดาราบีนยังใช้ในระบอบการเตรียมก่อนการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (hematopoietic stem cell transplantation) โดยช่วยยับยั้งระบบภูมิคุ้มกัน ลดความเสี่ยงของการปฏิเสธการปลูกถ่าย และเพิ่มโอกาสในการยึดเกาะของเซลล์จากผู้บริจาคที่ประสบความสำเร็จ

ฟลูดาราบีนมักให้ทางหลอดเลือดดำหรือรับประทาน ขึ้นอยู่กับโปรโตคอลการรักษาเฉพาะ ผู้ป่วยต้องได้รับการตรวจติดตามอย่างใกล้ชิดสำหรับผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งรวมถึงภาวะกดการสร้างเม็ดเลือด (myelosuppression) การติดเชื้อ และอาการทางระบบประสาท การตรวจเลือดเป็นประจำมักจำเป็นเพื่อตรวจสอบผลกระทบต่อจำนวนเม็ดเลือด

โดยรวม ฟลูดาราบีนมีบทบาทสำคัญในการจัดการมะเร็งทางโลหิตวิทยาและการเตรียมผู้ป่วยสำหรับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิด