2,4-Dimethyl-5-nitroaniline ใช้เป็นสารตั้งต้นหลักในการสังเคราะห์สีย้อมและเม็ดสี โดยเฉพาะสำหรับการย้อมสีสิ่งทอและพลาสติก กลุ่มไนโตรและอะมิโนของมันมีคุณค่าต่อการผลิตสีย้อมอะโซ ซึ่งเป็นที่รู้จักจากสีสันสดใสและเสถียร นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์เพื่อสร้างโมเลกุลซับซ้อนในเภสัชกรรมและสารเคมีเกษตร บทบาทของมันในการวิจัยรวมถึงการศึกษาสารประกอบไนโตรอะโรมาติกและปฏิกิริยาของพวกมันในปฏิกิริยาเคมีต่างๆ