3,3-Dimethoxypyrrolidine hydrochloride ใช้เป็นสารตั้งต้นหรือสารกลางในการสังเคราะห์สารเคมีต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมยา โดยเฉพาะในการผลิตสารออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรมที่มีโครงสร้าง pyrrolidine ซึ่งเป็นโครงสร้างที่พบได้บ่อยในยาหลายชนิด นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการวิจัยทางเคมีเพื่อพัฒนายาใหม่ ๆ หรือปรับปรุงกระบวนการสังเคราะห์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากมีความเสถียรและสามารถทำปฏิกิริยาได้หลากหลาย