β-Estradiol ถูกใช้อย่างแพร่หลายในทางการแพทย์เพื่อรักษาอาการต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับระดับฮอร์โมนเอสโตรเจนที่ต่ำ เช่น อาการวัยหมดประจำเดือนในผู้หญิง ซึ่งรวมถึงอาการร้อนวูบวาบ, เหงื่อออกตอนกลางคืน, ช่องคลอดแห้ง และโรคกระดูกพรุน นอกจากนี้ยังใช้ในการรักษาภาวะขาดฮอร์โมนเอสโตรเจนในผู้หญิงที่ได้รับการผ่าตัดเอาออกมดลูกหรือรังไข่ (oophorectomy), ภาวะ hypogonadism และ primary ovarian failure

ในด้านสุขภาพกระดูก, β-Estradiol ช่วยป้องกันและรักษาโรคกระดูกพรุน โดยการเพิ่มความหนาแน่นของกระดูกและลดความเสี่ยงของการแตกหัก ในผู้ป่วยที่มีภาวะขาดฮอร์โมนเอสโตรเจน

นอกจากนี้, β-Estradiol ยังใช้ในกระบวนการเปลี่ยนเพศสำหรับผู้หญิงข้ามเพศ เพื่อช่วยในการพัฒนาลักษณะเพศหญิง เช่น การเติบโตของเต้านม และการกระจายไขมันในร่างกายให้เป็นไปตามเพศหญิง

β-Estradiol ยังมีบทบาทในการจัดการรักษาโรคมะเร็งเต้านมและมะเร็งต่อมลูกหมากบางประเภท โดยการควบคุมการเจริญเติบโตของเนื้องอกที่ขึ้นกับฮอร์โมน ในงานวิจัย ถูกใช้ในการศึกษากลไกการส่งสัญญาณของเอสโตรเจนและผลกระทบต่อกระบวนการทางสรีรวิทยาต่างๆ

อย่างไรก็ตาม, การใช้ β-Estradiol ควรอยู่ภายใต้การดูแลของแพทย์อย่างใกล้ชิด เนื่องจากอาจมีผลข้างเคียงและความเสี่ยงต่อสุขภาพได้ เช่น เพิ่มความเสี่ยงของการเกิดลิ่มเลือดและมะเร็งเต้านมในบางกรณี