4-Bromophenylhydrazine ถูกนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ต่างๆ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและสารเคมีทางการเกษตร มีบทบาทสำคัญในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนายา นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สีย้อมและเม็ดสี เนื่องจากสามารถสร้างสารอะโซที่เสถียรได้ ในงานวิจัย ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับศึกษาอนุพันธ์ไฮดราซีนและปฏิกิริยาของ它们ในปฏิกิริยาอินทรีย์ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่สาขาวัสดุศาสตร์ ซึ่งช่วยในการพัฒนาโพลิเมอร์ใหม่และวัสดุฟังก์ชันนัล