3,5-Dimethyl-1,2-benzenediamine ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารเคมีต่าง ๆ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมสีและสีย้อม เนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถนำไปใช้ในการผลิตสีย้อมอะโซที่มีความเสถียรและสีสันสดใส นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการผลิตโพลีเมอร์และเรซินที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความทนทานต่อความร้อนและสารเคมี ในทางเภสัชกรรม สารนี้ยังอาจถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์ยาหรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีโครงสร้างซับซ้อนอีกด้วย