D-2-Bromophenylalanine ใช้หลักในการวิจัยทางเคมียาและการพัฒนายา โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบทางเภสัชกรรมต่าง ๆ โดยเฉพาะที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาทและมะเร็ง โครงสร้างของมันช่วยให้สามารถนำเข้าไปในเปปไทด์และโมเลกุลขนาดเล็ก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางชีวภาพและความจำเพาะเจาะจง นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาของตัวรับ ซึ่งช่วยในการพัฒนายับยั้งเอนไซม์และตัวปรับตัวรับ อะตอมโบรมีนในโครงสร้างยังทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการศึกษาการติดฉลากด้วยรังสีสำหรับการถ่ายภาพและวัตถุประสงค์วินิจฉัย