N,N-Diethylbenzylamine ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ต่างๆ รวมถึงยาชาเฉพาะที่และยาต้านฮิสตามีน มันมีบทบาทสำคัญในการผลิตสารประกอบเช่น mepyramine ซึ่งใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติต้านภูมิแพ้ นอกจากนี้ สารเคมีนี้ยังถูกนำไปใช้ในการผลิตสารยับยั้งการกัดกร่อน โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ซึ่งช่วยปกป้องพื้นผิวโลหะจากการเสื่อมสภาพ มันยังพบการใช้งานในการพัฒนาสารประกอบแอมโมเนียมไตรเทอร์นารี ซึ่งใช้เป็นสารลดแรงตึงผิวและสารฆ่าเชื้อ นอกจากนี้ N,N-Diethylbenzylamine ยังถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์เพื่อเตรียมโมเลกุลที่ซับซ้อน สนับสนุนความก้าวหน้าในการเคมียารักษาโรคและวิทยาศาสตร์วัสดุ