(3,4-dimethylphenyl)hydrazine ถูกใช้เป็นหลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำคัญในการผลิตยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์ยาที่เล็งเป้าไปที่ระบบประสาทส่วนกลาง นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาสารเคมีเกษตร ซึ่งมีส่วนช่วยในการสร้างยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช ส่วนของไฮดราซีนทำให้เป็นสารเคมีที่มีคุณค่าต่อการก่อตัวของไฮดราซโคน ซึ่งมีประโยชน์ในเคมีวิเคราะห์สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณสารประกอบคาร์บอนิล สารนี้ยังถูกสำรวจในวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับการสังเคราะห์สีย้อมและเม็ดสี เนื่องจากความสามารถในการก่อตัวโครงสร้างอะโรมาติกที่เสถียร