Diethyl (4-fluorobenzoyl)malonate ใช้เป็นสารตั้งต้นหลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตยาและสารเคมีเกษตร มีบทบาทสำคัญในการสร้างโมเลกุลที่มีโครงสร้างซับซ้อน เนื่องจากมีกลุ่มเอสเตอร์มาลูเนตที่ทำปฏิกิริยาได้ง่าย ซึ่งสามารถเกิดการแปลงแปลงต่างๆ เช่น การอัลคิลเลชัน การควบแน่น และการสร้างวงแหวน สารนี้มักใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบอะโรมาติกที่ fluorinated ซึ่งมีคุณค่าในการพัฒนายาเนื่องจากเพิ่มกิจกรรมทางชีวภาพและความเสถียร นอกจากนี้ยังเป็นบล็อกก่อสร้างสำหรับการเตรียมสารประกอบเฮเทอโรไซคลิก ซึ่งใช้อย่างแพร่หลายในเคมียารักษา การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการพัฒนาสารออกฤทธิ์ในยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช โดยใช้ประโยชน์จากอะตอมฟลูออรีนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความจำเพาะ