3-Pyrrolidinylcarbonylphenylboronic acid ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบทางเคมีที่มีความสำคัญทางเภสัชวิทยา โดยเฉพาะในการพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เนื่องจากโครงสร้างที่มีทั้งกลุ่ม boronic acid และ pyrrolidinylcarbonyl ทำให้สารนี้มีศักยภาพในการเป็นตัวกลางในการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน

นอกจากนี้ ยังใช้ในการวิจัยและพัฒนายาที่เกี่ยวข้องกับโรคต่างๆ เช่น โรคมะเร็ง เนื่องจากกลุ่ม boronic acid สามารถทำปฏิกิริยากับเป้าหมายทางชีวภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เป็นที่สนใจในวงการเภสัชกรรมและเคมีชีวภาพ

สารนี้ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในปฏิกิริยา cross-coupling แบบ Suzuki-Miyaura ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอน (C-C bond) กลุ่ม boronic acid ช่วยให้เกิดการจับคู่ที่มีประสิทธิภาพกับ aryl halides ทำให้มีคุณค่าในการผลิตเภสัชภัณฑ์ สารเคมีเกษตร และวัสดุขั้นสูง นอกจากนี้ ยังเหมาะสำหรับใช้ในเคมีคอมบิเนตอเรียลและกระบวนการคัดกรองความเร็วสูง