เฟนวาเลอเรต-d5 ใช้เป็นสารมาตรฐานภายใน (internal standard) ในการวิเคราะห์ทางเคมี โดยเฉพาะในการทดสอบสารตกค้างของเฟนวาเลอเรตในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม อาหาร หรือผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร ด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น GC-MS หรือ LC-MS สารนี้ช่วยเพิ่มความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของผลการวิเคราะห์ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางเคมีใกล้เคียงกับเฟนวาเลอเรต แต่สามารถแยกแยะได้ด้วยเครื่องมือวิเคราะห์ นอกจากนี้ ยังใช้ในการศึกษาด้านพิษวิทยาและกระบวนการเมแทบอลิซึมของเฟนวาเลอเรตในสิ่งมีชีวิตอีกด้วย