2,3-ไดโบรโมบิวเทน ในรูปแบบส่วนผสมของ (±) และ meso เป็นสารตั้งต้นหลักในกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตสารประกอบต่างๆ เช่น อัลคีนและไดอีนผ่านปฏิกิริยาการกำจัดฮาโลเจนไฮโดรเจน เนื่องจากมีหมู่โบรมีนสองหมู่ที่ตำแหน่ง 2 และ 3 ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยาแทนที่หรือกำจัดออกได้ง่าย มักใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารเคมีอื่นๆ เช่น พอลิเมอร์ หรือสารประกอบที่มีพันธะคาร์บอน-คาร์บอน นอกจากนี้ยังใช้ในงานวิจัยทางเคมีเพื่อศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยาอินทรีย์และสเตอรีโอเคมี โดยอาศัยจุดศูนย์คิรอลและรูปแบบไดอะสเตอรีโอเมอร์