4-Bromo-8-nitroisoquinoline ถูกนำมาใช้หลักๆ ในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยทางเภสัชศาสตร์ โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการพัฒนาสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ โดยเฉพาะสารที่เล็งเป้าไปยังเอนไซม์หรือตัวรับเฉพาะเจาะจง โครงสร้างของมันมีคุณค่าในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก ซึ่งมักถูกสำรวจเพื่อคุณสมบัติทางรักษาที่มีศักยภาพ เช่น กิจกรรมต้านมะเร็ง ต้านจุลชีพ หรือต้านการอักเสบ นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมโมเลกุลซับซ้อนสำหรับโปรแกรมค้นพบยา โดยที่หมู่ฟังก์ชันไนโตรและโบรโมช่วยให้สามารถดัดแปลงทางเคมีเพิ่มเติมได้ นักวิจัยยังนำมาใช้ในการศึกษาคุณสมบัติการเรืองแสงและโฟโตฟิสิกส์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาวิทยาศาสตร์วัสดุและเทคโนโลยีการถ่ายภาพ