N-Phenylhydroxylamine ใช้หลักly เป็นสารกลางในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตสีย้อม ยา และสารเคมีเกษตร มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์สีย้อมอะโซ โดยทำหน้าที่เป็นสารรีดิวซ์เพื่อสร้างสารไดอะโซคอมเพล็กซ์ ในอุตสาหกรรมยา ใช้ในการเตรียมส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) ต่างๆ และเป็นรีเอเจนต์ในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก นอกจากนี้ N-Phenylhydroxylamine ยังใช้ในอุตสาหกรรมยางเป็นสารต้านอนุมูลอิสระและต้านโอโซน เพื่อเพิ่มความทนทานและความเสถียรของผลิตภัณฑ์ยาง ความสามารถในการเป็นสารรีดิวซ์ยังทำให้มีคุณค่าในกระบวนการพอลิเมอไรเซชันบางชนิดและในการทำให้เสถียรของสูตรเคมีบางอย่าง ในทางเคมีวิเคราะห์ ใช้เป็นรีเอเจนต์ในการทดสอบและวิเคราะห์สารต่างๆ เนื่องจากคุณสมบัติการลดปฏิกิริยาที่ช่วยในการระบุและวัดปริมาณสารเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ