L-Norvaline Ethyl Ester Hydrochloride ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีและการพัฒนายาเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์เปปไทด์และอนุพันธ์กรดอะมิโน ซึ่งจำเป็นสำหรับการศึกษากโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมตัวยับยั้งเอนไซม์ เพื่อช่วยในการสำรวจเส้นทางการทำงานของเอนไซม์และเป้าหมายบำบัดที่มีศักยภาพ นอกจากนี้ ยังประยุกต์ใช้ในการพัฒนาโปรดรัก ซึ่งช่วยเพิ่มการดูดซึมทางชีวภาพและความเสถียรของส่วนประกอบยาที่มีฤทธิ์ทางเภสัชกรรม บทบาทของมันในการสังเคราะห์อินทรีย์ยังขยายไปสู่การสร้างตัวกลางคีรัลสำหรับการผลิตโมเลกุลซับซ้อนในเคมียารักษา