กรดบิวทีริกถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารปรุงรสเนื่องจากกลิ่นหอมคล้ายเนย โดยเติมลงในผลิตภัณฑ์ เช่น มาร์การีน ชีส และเบเกอรี่ เพื่อเสริมรสชาติ ในอาหารสัตว์ ใช้เป็นอาหารเสริมเพื่อปรับปรุงสุขภาพลำไส้และส่งเสริมการเจริญเติบโตของปศุสัตว์ นอกจากนี้ ยังใช้ในการผลิตเอสเตอร์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในน้ำหอมและสารปรุงรสเทียม ในภาคเภสัชกรรม กรดบิวทีริกถูกสำรวจสำหรับคุณสมบัติบำบัดที่เป็นไปได้ รวมถึงฤทธิ์ต้านการอักเสบและต้านมะเร็ง นอกจากนี้ ยังใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารประกอบต่างๆ เช่น พลาสติกและสิ่งทอ