DL-Leucyl-DL-valine ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีและการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสร้างเปปไทด์และโปรตีนที่ซับซ้อนมากขึ้น เพื่อช่วยในการศึกษาคุณสมบัติโครงสร้างและการทำงานของสารเหล่านี้ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์ที่มุ่งเน้นการฟื้นฟูและเสริมสร้างกล้ามเนื้อ นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในสูตรผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง เพื่อช่วยปรับปรุงการให้ความชุ่มชื้นและความยืดหยุ่นของผิว บทบาทหลากหลายในสาขาต่าง ๆ เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของมันทั้งในด้านวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม