Phenylthiohydantoin-arginine hydrochloride ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมี โดยเฉพาะในสาขาการจัดลำดับโปรตีน (protein sequencing) สารนี้มีบทบาทสำคัญในกระบวนการ Edman degradation ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้ในการกำหนดลำดับกรดอะมิโนของเปปไทด์และโปรตีน สารประกอบนี้เกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับการระบุส่วนของ arginine ในโซ่เปปไทด์ การนำไปใช้ช่วยให้การจัดลำดับโปรตีนมีความถูกต้องและมีประสิทธิภาพ ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์และปรับเปลี่ยนเปปไทด์สำหรับการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ เพื่อช่วยในการพัฒนายาและการสำรวจเส้นทางชีวภาพ