4-Fluoromandelic Acid ถูกใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบทางเภสัชกรรม โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตยาที่ต้องการโครงสร้างของกรดแมนเดลิกที่มีการแทนที่ด้วยฟลูออรีน ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซึมและการจำเพาะต่อเป้าหมายทางชีวภาพ สารนี้ยังมีบทบาทในงานวิจัยด้านเคมีอินทรีย์ เช่น การศึกษาการสร้างศูนย์อสมมาตร และการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความจำเพาะสูง นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นมาตรวัดหรือมาตรฐานในการวิเคราะห์สารเมตาบอลิเต้ในตัวอย่างชีวภาพ โดยเฉพาะในงานพิสูจน์หลักฐานหรือการตรวจวัดสารเสพติดที่มีโครงสร้างคล้ายกัน