เบนซอยล์-d5 คลอไรด์ถูกใช้ในการวิจัยและพัฒนายา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษากลไกทางเภสัชวิทยาและการเผาผลาญของยา เนื่องจากมีไอโซโทปของดิวเทอเรียม (D) ที่แทนที่ไฮโดรเจน (H) ในโมเลกุล ทำให้สามารถติดตามและวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของโมเลกุลได้อย่างแม่นยำในระบบชีวภาพ นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบที่ติดฉลากไอโซโทปเพื่อการศึกษาด้วยเทคนิค NMR และ Mass Spectrometry ซึ่งช่วยให้เข้าใจโครงสร้างและปฏิกิริยาของสารเคมีได้ดีขึ้น