D-ALANINE-2-D1 ถูกใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะในด้านการศึกษาปฏิกิริยาเคมีและกระบวนการทางชีวเคมี โดยมักใช้เป็นสารตั้งต้นหรือตัวทำเครื่องหมายในงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโน นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ใน NMR spectroscopy เพื่อช่วยในการวิเคราะห์โครงสร้างและปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลในระบบชีวภาพ งานวิจัยทางเภสัชวิทยาก็มีการใช้ D-ALANINE-2-D1 เพื่อศึกษากลไกการออกฤทธิ์ของยาและกระบวนการเมแทบอลิซึมในร่างกาย