DL-Phenylalanine methyl ester hydrochloride ใช้หลักๆ ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและชีวเคมี ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์ยาและเปปไทด์ต่างๆ บทบาทของมันมีความสำคัญในการผลิตสารประกอบคีรัล โดยช่วยในการก่อตัวของสารที่บริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในงานวิจัยเพื่อศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาของโปรตีน เนื่องจากความสามารถในการเลียนแบบกรดอะมิโนตามธรรมชาติ ในอุตสาหกรรมอาหาร สามารถใช้เป็นสารเพิ่มรสชาติ โดยมีส่วนช่วยในการสร้างรสอูมามิในผลิตภัณฑ์บางชนิด รูปแบบไฮโดรคลอไรด์ช่วยให้ละลายน้ำได้ดีขึ้นและเสถียรกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการทดลองและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ