4-Phenylsemicarbazide hydrochloride ใช้หลักๆ ในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารเคมีหลักในการเตรียมสารประกอบ semicarbazones ซึ่งเป็นสารกลางที่มีค่าความสำคัญในการผลิตยาและสารเคมีเกษตรต่างๆ นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษายับยั้งเอนไซม์ โดยเฉพาะในการพัฒนาสารประกอบที่เล็งเป้าไปที่กิจกรรม urease ซึ่งเกี่ยวข้องกับการรักษาการติดเชื้อแบคทีเรียบางชนิด นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในเคมีวิเคราะห์สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณสารประกอบคาร์บอนิลผ่านเทคนิคการ derivatization บทบาทของมันในวิทยาศาสตร์วัสดุรวมถึงการสังเคราะห์โพลิเมอร์และสารเคลือบที่มีคุณสมบัติเฉพาะ