D-Histidine Methyl Ester Dihydrochloride ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางชีวเคมีและการพัฒนายาเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำคัญในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน โดยเฉพาะในงานศึกษาที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับฮิสติดีน สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาคิรัล ซึ่งมีความสำคัญในการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริกเพื่อผลิตสารที่มีเอนานติโอเมอร์บริสุทธิ์ นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการพัฒนาตัวแทนวินิจฉัยและยารักษาที่มุ่งเป้าไปยังเอนไซม์และตัวรับที่ขึ้นกับฮิสติดีน ความเสถียรและความสามารถในการละลายทำให้เป็นสารเคมีที่มีคุณค่าต่อการใช้งานในห้องปฏิบัติการสำหรับการสำรวจกลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาระหว่างโปรตีน