Nutlin-3 ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยมะเร็งเนื่องจากความสามารถในการกระตุ้นเส้นทางยับยั้งเนื้องอก p53 โดยยับยั้งการโต้ตอบระหว่าง p53 และตัวควบคุมเชิงลบ MDM2 นำไปสู่การคงตัวและการกระตุ้น p53 ซึ่งกระตุ้นการหยุดวงจรเซลล์และการตายของเซลล์ในเซลล์มะเร็งที่แสดง p53 แบบ wild-type มีคุณค่าอย่างยิ่งในการศึกษามะเร็ง เช่น ซาร์โคมา มะเร็งเม็ดเลือดขาว และเนื้องอกของแข็งบางชนิดที่เส้นทาง p53 ยังสมบูรณ์แต่ถูกยับยั้ง Nutlin-3 ยังทำหน้าที่เป็นสารตัวอย่างสำหรับตรวจสอบยับยั้ง MDM2 ในการพัฒนายา และแสดงผล synergism เมื่อรวมกับเคมีบำบัดหรือรังสี การใช้ในแบบจำลอง preclinical ช่วยประเมินกลยุทธ์บำบัดที่มุ่งเป้าไปที่แกน p53-MDM2