ไดเอทิลมาโลเนตเป็นสารเคมีที่มีการใช้ประโยชน์ในหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะในด้านการสังเคราะห์สารเคมีอินทรีย์ มักใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตยา เช่น ยาต้านมาลาเรียและยาต้านไวรัส นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมน้ำหอมและกลิ่นสังเคราะห์ เนื่องจากมีความสามารถในการสร้างกลิ่นหอมที่ซับซ้อน ในอุตสาหกรรมพลาสติกและโพลิเมอร์ ไดเอทิลมาโลเนตใช้เป็นตัวปรับแต่งคุณสมบัติของวัสดุให้มีความยืดหยุ่นและทนทานมากขึ้น นอกจากนี้ยังพบการใช้งานในกระบวนการสังเคราะห์สารเคมีเกษตร เช่น ยาฆ่าแมลงและสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช