3-Chloroisatoic anhydride ใช้หลักๆ ในการสังเคราะห์สารประกอบเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตส่วนผสมเภสัชกรรมออกฤทธิ์ต่างๆ (APIs) มีคุณค่าอย่างยิ่งในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปยังความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง รวมถึงยาต้านชักและยาลดความวิตกกังวล นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในการเตรียมสารเคมีเกษตร ซึ่งช่วยในการสร้างสารกำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลง บทบาทของมันในการสังเคราะห์อินทรีย์ขยายไปถึงการผลิตสีย้อมและเม็ดสี โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับโมเลกุลที่ซับซ้อน ในงานวิจัย ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการพัฒนาสารเคมีใหม่ๆ ที่มีศักยภาพในการรักษาหรือใช้ในอุตสาหกรรม