L-Valinamide hydrochloride ใช้ในงานวิจัยทางชีวเคมีและเภสัชวิทยา เพื่อศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์และกระบวนการเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโน นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์และสารประกอบทางเคมีอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับกรดอะมิโน ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ นอกจากนี้ยังอาจใช้ในการศึกษาการดูดซึมและการกระจายตัวของสารในร่างกาย เพื่อประเมินประสิทธิภาพและความปลอดภัยของสารประกอบใหม่ ๆ ในทางการแพทย์