4-Nitro-N-phenylphthalimide ใช้หลักในการสังเคราะห์สารกลางทางเภสัชกรรมและสารประกอบอินทรีย์ ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหลักในการผลิตสีย้อมและเม็ดสี โดยให้ความเสถียรและความคงทนของสี นอกจากนี้ ยังใช้ในการวิจัยเพื่อพัฒนาวัสดุขั้นสูง เช่น โพลิเมอร์และสารเคลือบ เนื่องจากมีกลุ่มฟังก์ชันไนโตรและไอไมด์ที่ทำปฏิกิริยาได้ การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงสารเคมีเกษตร ที่ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการปรุงสูตรยาฆ่าหญ้าและยาฆ่าแมลง