3,5-Dinitrobenzaldehyde ถูกใช้หลัก ๆ ในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสีย้อม ยา และสารเคมีเกษตร กลุ่มไนโตรของมันทำให้เป็นสารตั้งต้นที่มีคุณค่าต่อการสร้างโมเลกุลซับซ้อนผ่านปฏิกิริยาการรีดักชันหรือการแทนที่ ในงานวิจัย มันถูกนำมาใช้เป็นตัวเรย์เจนต์สำหรับการศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาเส้นทางสังเคราะห์ใหม่ นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในการเตรียมเบส Schiff ซึ่งถูกใช้ในเคมีเชิงประสานและวิทยาศาสตร์วัสดุ บทบาทของมันในการสังเคราะห์วัสดุพลังงานสูงและวัตถุระเบิดก็ควรค่าแก่การกล่าวถึง เนื่องจากโครงสร้างที่ถูกฟังก์ชันนัไลซ์ด้วยไนโตร