2-ฟีนิลไพริมิดีน ถูกใช้เป็นสารตั้งต้นสำคัญในสังเคราะห์สารประกอบออร์แกนิก โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยา ซึ่งนำไปใช้ในการผลิตสารที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านจุลชีพ ยาต้านไวรัส และยาต้านมะเร็ง นอกจากนี้ยังใช้ในงานวิจัยด้านวัสดุศาสตร์ เช่น การพัฒนาสารเรืองแสงหรือวัสดุอินทรีย์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น OLED เนื่องจากมีโครงสร้างที่เสถียรและสามารถปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ได้