2,4-Dinitroaniline ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สีย้อมและเม็ดสี โดยเฉพาะสีย้อมอะโซ ซึ่งนำไปใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ หนัง และกระดาษ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่เหมาะสมในการผลิตสีที่มีความทนทานและความเสถียรสูง นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตวัตถุระเบิดบางชนิด สารเคมีอื่นๆ และสารเคมีทางการเกษตร เช่น สารกำจัดศัตรูพืช (เช่น สารกำจัดวัชพืชในกลุ่มไดไนโตรอะนิลีน) และสารป้องกันเชื้อรา ในงานวิจัย ใช้ศึกษาปฏิกิริยาการไนเตรชัน ปฏิกิริยาและกลไกทางเคมีต่างๆ รวมถึงเป็นมาตรฐานในเคมีวิเคราะห์ นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในการพัฒนาสารเคมีสำหรับภาพถ่ายและเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนในกระบวนการอุตสาหกรรมบางชนิด