2,5-Dimethylphenylhydrazine hydrochloride ถูกใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหลักในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่างๆ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการสังเคราะห์อินโดล ซึ่งเป็นโครงสร้างสำคัญในยาและสารเคมีเกษตร นอกจากนี้ ยังนำมาใช้ในการพัฒนาสีและเม็ดสี เนื่องจากความสามารถในการสร้างตัวกลางที่เสถียร ในงานวิจัย ใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอนุพันธ์ไฮดราซีน บทบาทในเคมีวิเคราะห์รวมถึงการใช้เป็นตัวแทน derivatizing สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณสารประกอบคาร์บอนิลในส่วนผสมที่ซับซ้อน