4-Fluorophenylhydrazine hydrochloride ใช้หลักๆ ในงานสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตเภสัชภัณฑ์และสารเคมีเกษตรต่างๆ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทโรไซคลิก ซึ่งจำเป็นต่อการพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านมะเร็งหรือยาต้านจุลชีพ นอกจากนี้ ใช้ในการเตรียมสีย้อมและเม็ดสี เนื่องจากสามารถสร้างสารอะโซที่เสถียร ในงานวิจัยทางเคมี ใช้ศึกษากลไกปฏิกิริยา พัฒนาสารเคมีใหม่ๆ และวิธีการสังเคราะห์ใหม่ๆ ในห้องปฏิบัติการ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่วิทยาศาสตร์วัสดุ ที่ช่วยในการสร้างโพลิเมอร์และสารเคลือบพิเศษ รวมถึงสารเคมีเฉพาะทางอื่นๆ ที่ต้องการโครงสร้างที่มีฟลูออรีน