2,3-ลูทิดีนถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ต่างๆ รวมถึงยาแก้แพ้และยาต้านการอักเสบ มันทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารเคมีเกษตร เช่น ยาฆ่าหญ้าและยาฆ่าแมลง เนื่องจากความสามารถในการสร้างสารประกอบที่เสถียร ในเคมีอินทรีย์ 2,3-ลูทิดีนถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือลิกานด์ในปฏิกิริยาที่มีโลหะทรานซิชันเป็นตัวเร่ง ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความเลือกในการเกิดปฏิกิริยา นอกจากนี้ 2,3-ลูทิดีนยังถูกนำมาใช้ในการผลิตสารเคมีพิเศษ รวมถึงสีย้อมและสารยับยั้งการกัดกร่อน เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีที่หลากหลาย บทบาทของมันในงานวิจัยและพัฒนามีความสำคัญ โดยเฉพาะในการศึกษาสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกและการประยุกต์ใช้