3,4-Dibromotoluene ใช้หลักๆ เป็นสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตเคมีภัณฑ์พิเศษและเภสัชภัณฑ์ ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการพัฒนาสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน รวมถึงสารเคมีเกษตรและสีย้อม อะตอมโบรมีนของมันทำให้เป็นสารเคมีที่มีค่ามากในการทำปฏิกิริยาครอส-คัปปลิ้ง ซึ่งจำเป็นในการสร้างวัสดุขั้นสูงและส่วนประกอบยาสำคัญทางเภสัชกรรม (active pharmaceutical ingredients) นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในการวิจัยและพัฒนาเพื่อศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาเส้นทางสังเคราะห์ใหม่