Methyl 4-bromo-3-oxopentanoate ใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตยาและสารเคมีละเอียด เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบชีวภาพต่างๆ รวมถึงยาปฏิชีวนะและยาต้านไวรัส กลุ่มฟังก์ชันบรอมและคีโตที่ทำปฏิกิริยาได้ทำให้เป็นสารเคมีที่หลากหลายสำหรับการแทนที่นิวคลีโอฟิลิกและปฏิกิริยาการควบแน่น นอกจากนี้ ยังใช้ในการพัฒนาสารเคมีเกษตร เช่น ยาฆ่าหญ้าและยาฆ่าเชื้อรา เนื่องจากความสามารถในการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อน ในงานวิจัย ใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาและการพัฒนาวิธีสังเคราะห์ใหม่