3-Oxo-3-(2-thienyl)propionitrile ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีที่มีความซับซ้อน โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยาและเคมีภัณฑ์ เนื่องจากโครงสร้างของมันมีทั้งกลุ่มไนไตรล์และคีโตน ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยาได้หลากหลาย มักถูกใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านเชื้อแบคทีเรียหรือยาต้านมะเร็ง นอกจากนี้ยังถูกใช้ในการวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่ๆ ในด้านนาโนเทคโนโลยีและวัสดุศาสตร์ โดยเฉพาะวัสดุที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแสงที่พิเศษ