3-Benzylimidazolidine-2,4-dione เป็นสารที่นำมาใช้หลักๆ ในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยาต่างๆ ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม โครงสร้างของสารนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการพัฒนายาต้านชักและยาต้านโรคลมชัก เนื่องจากเลียนแบบโครงสร้างหลักของส่วนผสมยาสำคัญทางเภสัชกรรมบางชนิด นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทโรไซคลิก ซึ่งจำเป็นต่อเคมียารักษาโรคในการสร้างโมเลกุลที่มีศักยภาพทางรักษา นักวิจัยยังสำรวจการนำสารนี้ไปใช้ในการออกแบบสารประกอบใหม่สำหรับรักษาความผิดปกติทางระบบประสาท เนื่องจากความสามารถในการโต้ตอบกับเป้าหมายทางชีวภาพเฉพาะ ความหลากหลายในการเกิดปฏิกิริยาเคมีทำให้สารนี้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการพัฒนายาใหม่และโมเลกุลชีวภาพ