Triethyl orthovalerate ใช้หลักเป็นสารช่วยในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตเอสเทอร์และสารประกอบอินทรีย์ซับซ้อนอื่นๆ ทำหน้าที่เป็นสารกลางที่มีคุณค่าในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมสำหรับการสังเคราะห์ส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) และเคมีภัณฑ์ละเอียด ในด้านเคมีเกษตร ใช้ในการพัฒนายาฆ่าแมลงและวัชยากร นอกจากนี้ ยังประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมกลิ่นและน้ำหอม ซึ่งช่วยสร้างเอสเทอร์ที่ให้กลิ่นหอมผลไม้และหวาน บทบาทในฐานะตัวทำละลายหรือตัวทำละลายร่วมในปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ทำให้เป็นส่วนประกอบที่หลากหลายในกระบวนการวิจัยและอุตสาหกรรม