Dimethyl 2-oxosuccinate ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารตั้งต้นที่หลากหลาย มีบทบาทสำคัญในการผลิตสารเคมีละเอียดและเภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทโรไซคลิก โครงสร้างของมันช่วยให้สามารถเข้าร่วมในปฏิกิริยาต่างๆ เช่น การเกิดวงและการควบแน่น ทำให้มีคุณค่าต่อการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการพัฒนาสารเคมีเกษตรและสีย้อม ซึ่ง reactivity ของมันช่วยในการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการฟังก์ชันนาไลซ์ ในการวิจัย มันทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างสำหรับการศึกษากลไกปฏิกิริยาและการออกแบบสารประกอบใหม่