Nutlin-3 ถูกใช้อย่างกว้างขวางในการวิจัยโรคมะเร็งในฐานะตัวยับยั้งที่แรงต่อการโต้ตอบระหว่าง MDM2-p53 โดยการยับยั้งการโต้ตอบนี้ มันกระตุ้นเส้นทางยับยั้งเนื้องอก p53 นำไปสู่การหยุดวงจรเซลล์และการตายของเซลล์ (apoptosis) ในเซลล์มะเร็ง สิ่งนี้ทำให้มันเป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าสำหรับการศึกษาเครื่องกล p53- dependent และการพัฒนาการบำบัดมะเร็งที่เป็นไปได้ มันมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะในมะเร็งที่ p53 เป็น wild-type แต่ถูกยับยั้งโดยการ overexpressed ของ MDM2 นอกจากนี้ Nutlin-3 ยังถูกใช้ในการศึกษาก่อนคลินิกเพื่อประเมินประสิทธิภาพของมันในการรวมกับตัวแทนต้านมะเร็งอื่นๆ ซึ่งเพิ่มศักยภาพในการบำบัด