(S)-3-Phenoxypyrrolidine hydrochloride ใช้หลักๆ ในสาขาเคมีทางการแพทย์และการวิจัยทางเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบชีวภาพต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่เล็งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาทและจิตเวช สารนี้มักใช้ในการพัฒนาลิแกนด์สำหรับตัวรับในระบบประสาทส่วนกลาง เพื่อช่วยในการศึกษาทางเดินของสารสื่อประสาทและตัวแทนบำบัดที่อาจเป็นไปได้ โครงสร้างแบบ chiral ของมันทำให้มีคุณค่าในการสร้างยาที่บริสุทธิ์แบบ enantiomer ช่วยเพิ่มความจำเพาะและประสิทธิภาพในการออกแบบยา นอกจากนี้ ยังมีการสำรวจในการเตรียมสารประกอบที่มีศักยภาพต้านอาการหลอนประสาท ต้านซึมเศร้า หรือต้านความวิตกกังวล สนับสนุนความก้าวหน้าในการรักษาสุขภาพจิต