5-Chloro-2-fluorophenylhydrazine hydrochloride ถูกนำมาใช้หลักในการสังเคราะห์สารกลางทางเภสัชกรรม โดยมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสารออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรมหลากหลายชนิด นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในงานวิจัยเคมีอินทรีย์สำหรับการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งมีความสำคัญต่อกระบวนการค้นคว้าและพัฒนายา นอกจากนั้น ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารเคมีเกษตร เช่น ยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่ศาสตร์วัสดุศาสตร์ โดยใช้ในการสังเคราะห์โพลิเมอร์เฉพาะทางและสารเคลือบที่มีคุณสมบัติพิเศษ เนื่องจากโครงสร้างที่มีทั้งคลอรีนและฟลูออรีน ทำให้สารนี้มีความน่าสนใจในการปรับปรุงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของสารเป้าหมาย รวมถึงการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านจุลชีพและยาต้านมะเร็ง