DL-β-Hydroxynorvaline ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีและการพัฒนายาเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน เพื่อช่วยในการศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์และความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างกับการทำงานของโปรตีน นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาใหม่ โดยเฉพาะยาที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางเมแทบอลิซึมและโรคทางระบบประสาทเสื่อมถอย บทบาทของมันในการปรับเปลี่ยนเส้นทางเมแทบอลิซึมทำให้มีคุณค่าในการสำรวจการแทรกแซงทางบำบัดสำหรับภาวะเช่นเบาหวานและโรคอัลไซเมอร์ นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการผลิตสารประกอบคีรัล ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างยาเภสัชกรรมที่บริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์