(R)-Pyrrolidine-3-carboxylic acid hydrochloride ถูกใช้หลัก ๆ ในงานวิจัยและพัฒนายาในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบชีวภาพต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่เล็งเป้าไปที่โรคทางระบบประสาทและจิตเวช โครงสร้างแบบ chiral ของมันทำให้มีคุณค่าต่อการผลิตยาที่บริสุทธิ์แบบ enantiomer ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดผลข้างเคียง นอกจากนี้ยังถูกนำไปใช้ในการพัฒนา peptidomimetics ซึ่งเลียนแบบโครงสร้างและหน้าที่ของเปปไทด์ในการออกแบบยา สารประกอบนี้ยังถูกสำรวจในการสร้างตัวยับยั้งโมเลกุลเล็กสำหรับเอนไซม์และตัวรับ ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาการรักษาทางการแพทย์สำหรับภาวะเช่น โรคอัลไซเมอร์ ภาวะซึมเศร้า และโรคพาร์กินสัน