L-Phenylalanine dehydrogenase ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยทางชีวเคมีและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม เนื่องจากความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาการดิอะมินีชันแบบย้อนกลับของ L-phenylalanine เป็น phenylpyruvate ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม เอนไซม์นี้มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบ chiral โดยเฉพาะในการผลิตกรดอะมิโนบริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนายา นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในชุดตรวจวินิจฉัยสำหรับวัดระดับ L-phenylalanine ในเลือด เพื่อช่วยในการตรวจจับและจัดการ phenylketonuria (PKU) ซึ่งเป็นความผิดปกติทางพันธุกรรม นอกจากนี้ เอนไซม์นี้ยังถูกนำมาใช้ในเซ็นเซอร์ชีวภาพและ bioassays สำหรับตรวจสอบเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโนในระบบชีวภาพต่างๆ ความจำเพาะและประสิทธิภาพของมันทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการทดสอบเอนไซม์และกระบวนการชีวเทคโนโลยี