sec-Butylhydrazine dihydrochloride ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการเตรียมสารประกอบเคมีต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีคุณค่าต่อการสังเคราะห์อนุพันธ์ไฮดราซีน ซึ่งมักนำไปใช้ในการผลิตเภสัชภัณฑ์ เคมีเกษตร และเคมีภัณฑ์พิเศษ สารประกอบนี้ทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำคัญในการพัฒนาส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) โดยสามารถนำไปใช้ในการเพิ่มคุณสมบัติไฮดราซีนเข้าไปในโมเลกุลเป้าหมาย นอกจากนี้ยังประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์สีย้อม สี และเคมีภัณฑ์ละเอียดอื่นๆ โดยอาศัย reactivity และคุณสมบัติโครงสร้างเพื่อให้เกิดการแปลงเคมีเฉพาะ ในงานวิจัย มันยังถูกใช้เป็นสารเคมีทดลองสำหรับศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ใหม่ๆ