3-Chlorobenzo[b]thiophene-2-carbonyl Chloride ถูกใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตเภสัชภัณฑ์และสารเคมีเกษตรต่างๆ กลุ่ม carbonyl chloride ที่ทำปฏิกิริยาได้ง่ายช่วยอำนวยในการก่อตัวของแอมไอด์ เอสเตอร์ และอนุพันธ์อื่นๆ ทำให้มีคุณค่าต่อการพัฒนาโมเลกุลชีวภาพที่ออกฤทธิ์ นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก ซึ่งจำเป็นต่อเคมียารักษาโรคในการสร้างยาที่มีศักยภาพในการรักษา การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยมีส่วนช่วยในการสร้างโพลิเมอร์เฉพาะทางและสารเคลือบที่มีคุณสมบัติพิเศษ