(S)-3-Amino-4-phenylbutyric acid hydrochloride ใช้ในวงการเภสัชวิทยาและเคมีชีวภาพเป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์ยาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการผลิตสารต้านอาการชักและสารที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาท นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในการวิจัยและพัฒนายาเพื่อรักษาโรคทางระบบประสาท เช่น โรคลมชักและโรคพาร์กินสัน เนื่องจากมีโครงสร้างที่สามารถออกฤทธิ์ต่อระบบ GABAergic ซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมสัญญาณประสาทในสมอง