4-Nitrobenzyl bromoacetate ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นรีเอเจนต์สำหรับการนำกลุ่มไนโตรเบนซิลเข้าไป โดยเฉพาะในการป้องกันกรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ มีบทบาทในการเตรียมสารประกอบที่ไวต่อแสง ซึ่งช่วยให้สามารถปล่อยโมเลกุลที่ใช้งานได้อย่างควบคุมเมื่อได้รับแสง ใช้ในการพัฒนายาโปรดรักและกลุ่มป้องกันที่ไวต่อแสงในงานวิจัยเภสัชกรรม นอกจากนี้ยังใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับการสร้างโพลิเมอร์และสารเคลือบที่ไวต่อแสง คุณสมบัติการทำปฏิกิริยาของมันทำให้มีคุณค่าในการทำปฏิกิริยาครอส-คัปพลิงและเป็นบล็อกสร้างสำหรับโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน