3,5-Difluorobenzenethiol ใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมสำหรับการสร้างส่วนประกอบยาสำคัญ (active pharmaceutical ingredients: APIs) มันทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการพัฒนาโมเลกุลที่ซับซ้อน โดยเฉพาะโมเลกุลที่ต้องการอะตอมฟลูออรีนเพื่อเพิ่มกิจกรรมทางชีวภาพ ยังถูกนำมาใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับปรับเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวและในการผลิตเคมีภัณฑ์พิเศษ กลุ่มไทออลของมันทำให้มีประโยชน์ในการก่อตัวชั้นโมเลกุลที่ประกอบตัวเอง (self-assembled monolayers: SAMs) บนพื้นผิวโลหะ ซึ่งมีความสำคัญในนาโนเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในงานวิจัยเคมีเกษตรสำหรับการออกแบบยาฆ่าแมลงและวัชยาใหม่ๆ