ใช้ L-Proline ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ยาหลายชนิด โดยเฉพาะยาที่เกี่ยวข้องกับระบบหัวใจและหลอดเลือด ระบบประสาทส่วนกลาง และโรคเรื้อรัง นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการผลิตสารชีวโมเลกุล เช่น เปปไทด์และโปรตีน เนื่องจากช่วยเพิ่มเสถียรภาพของโครงสร้างสามมิติ

ในงานวิจัยชีววิทยาเซลล์และเทคโนโลยีชีวภาพ ใช้ L-Proline เป็นส่วนประกอบในสื่อเพาะเลี้ยงเซลล์ โดยเฉพาะเซลล์สเต็มเซลล์ เพื่อช่วยรักษาความสามารถในการแยกตัวของเซลล์ และสนับสนุนการเจริญเติบโตของเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมถึงการผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนต์ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารป้องกันความเครียดจากออสโมติกในกระบวนการชีวภาพ ช่วยปกป้องเซลล์จากความเครียดระหว่างการหมักและการผลิตโปรตีนในระดับใหญ่

ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง L-Proline มีบทบาทในการกระตุ้นการสร้างคอลลาเจน ช่วยฟื้นฟูผิวและลดริ้วรอย จึงมักพบในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวที่เน้นการต่อต้านริ้วรอย

นอกจากนี้ยังใช้ในอาหารสัตว์และอาหารเสริมเพื่อสนับสนุนสุขภาพข้อต่อและกล้ามเนื้อ เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการสร้างเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน