N-Benzylhydroxylamine hydrochloride ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารเคมีที่หลากหลาย มันทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการเตรียมเภสัชภัณฑ์ต่างๆ โดยเฉพาะในการสังเคราะห์ยาปฏิชีวนะและยาต้านเชื้อรา สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาเชลติงเอเจนต์ ซึ่งมีประโยชน์ในการกักเก็บไอออนโลหะและกระบวนการล้างพิษ นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการผลิตออกซิม ซึ่งสำคัญในการผลิตสารเคมีเกษตรและเป็นกลุ่มป้องกันในการสังเคราะห์เปปไทด์ การประยุกต์ใช้ของมันขยายไปถึงห้องปฏิบัติการวิจัยที่ซึ่งมันถูกใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาและการพัฒนาสารประกอบอินทรีย์ใหม่