ไดคลอโรมิทิลซัลไฟด์ ถูกใช้หลักๆ ในสังเคราะห์อินทรีย์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการนำกลุ่มไทโอเมทิลเข้าไปในสารประกอบเคมีต่างๆ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการเตรียมซัลไฟด์ ซึ่งเป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยาเคมีเกษตร และโพลิเมอร์ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสังเคราะห์โมเลกุลที่มีซัลเฟอร์ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุและเคมีอุตสาหกรรม ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ทำให้มีประโยชน์ในการสร้างลิแกนด์ที่ตั้งอยู่บนฐานซัลเฟอร์สำหรับเคมีเชิงประสาน ช่วยในการพัฒนาแคทาลิสต์และวัสดุฟังก์ชันอื่นๆ