4-Fluorobenzohydrazide ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารประกอบทางเภสัชกรรมต่าง ๆ โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการผลิตยาที่มุ่งเป้าไปยังความผิดปกติทางระบบประสาท รวมถึงยาต้านชักและยาต้านซึมเศร้า นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาต้านจุลินทรีย์ ซึ่งช่วยต่อสู้กับการติดเชื้อแบคทีเรียและเชื้อรา ในทางเคมีอินทรีย์ สารประกอบนี้ถูกนำมาใช้ในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งมีความสำคัญในการสร้างสีย้อม สีเม็ด และสารเคมีเกษตร บทบาทของมันในการสร้างอนุพันธ์ไฮดราซอนยังทำให้มีคุณค่าในทางเคมีวิเคราะห์สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณสารประกอบคาร์บอนิล