Diethyl 2-(4-nitrobenzyl)malonate ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตเภสัชภัณฑ์และสารเคมีละเอียด โครงสร้างของมันช่วยให้สามารถเข้าร่วมในปฏิกิริยาต่าง ๆ เช่น การอัลคิลเลชันและการควบแน่น ทำให้มีคุณค่าต่อการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน ในเคมียารักษาโรค มันทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหลักในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีศักยภาพทางชีวภาพ รวมถึงสารต้านการอักเสบและสารต้านจุลินทรีย์ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาสีย้อมและเม็ดสีเนื่องจากกลุ่มไนโตรที่สามารถเสริมคุณสมบัติสี ความหลากหลายและปฏิกิริยาของมันทำให้เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในงานวิจัยและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม