อัลลิลแมกนีเซียมคลอไรด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในฐานะสารเคมี Grignard ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอน มีคุณค่าอย่างยิ่งในการผลิตสารประกอบอัลลิลิก ซึ่งเป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยาเคมีเกษตร และสารเคมีละเอียด สารเคมีนี้ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน รวมถึงผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติและโพลิเมอร์ เนื่องจากความสามารถในการนำกลุ่มอัลลิลเข้าไปในสารตั้งต้นต่างๆ นอกจากนี้ยังมีบทบาทในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาและการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริก ซึ่งช่วยในการพัฒนาสารประกอบคีรัลที่ใช้ในการค้นพบยาและวิทยาศาสตร์วัสดุ ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับสารประกอบคาร์บอนิล เช่น อัลดีไฮด์และคีโตน ทำให้เป็นเครื่องมือที่หลากหลายในห้องปฏิบัติการเคมีอินทรีย์