3-Methyl-2,4-pentanedione ใช้เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์ยา โดยเฉพาะในการผลิตยาต้านการอักเสบและยาแก้ปวด เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับสารประกอบเฮเทโรไซคลิก ซึ่งจำเป็นในเคมียารักษาโรค ในอุตสาหกรรมเกษตรเคมี ใช้ในการพัฒนายาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช เนื่องจากความตอบสนองทางเคมีและความสามารถในการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อน นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์เพื่อสร้างกลิ่นรสและน้ำหอม ซึ่งมีส่วนช่วยในการปรุงสูตรผลิตภัณฑ์ผู้บริโภคต่างๆ คุณสมบัติการจับเชเลตทำให้มีคุณค่าในการเคมีประสานไอออนโลหะ ช่วยในการศึกษาการเร่งปฏิกิริยาและวิทยาศาสตร์วัสดุ