กรดบิวทีริกถูกนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ในอุตสาหกรรมอาหาร กรดบิวทีริกใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มรสชาติและกลิ่น โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์เนยแข็ง เนย และผลิตภัณฑ์นมอื่นๆ นอกจากนี้ยังใช้เป็นส่วนผสมในอาหารสัตว์เพื่อปรับปรุงสุขภาพลำไส้และเพิ่มประสิทธิภาพการเจริญเติบโตของสัตว์

ในภาคเภสัชกรรม กรดบิวทีริกถูกนำมาใช้เนื่องจากคุณสมบัติทางยาที่มีศักยภาพ เช่น ฤทธิ์ต้านการอักเสบและต้านมะเร็ง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาบทบาทของมันในการรักษาโรคทางเดินอาหารและปรับปรุงสุขภาพลำไส้ใหญ่

นอกจากนี้ กรดบิวทีริกยังถูกใช้ในการผลิตเอสเทอร์ ซึ่งนำไปใช้ในน้ำหอม สารปรุงรส และพลาสติไซเซอร์ การประยุกต์ใช้ของมันขยายไปถึงอุตสาหกรรมเคมี ที่ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบต่างๆ