4-(3-Fluorophenyl)-4-oxobutyric acid ใช้ในงานวิจัยทางเคมีและเภสัชวิทยาเพื่อพัฒนายาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาโครงสร้างและกลไกการออกฤทธิ์ของสารประกอบที่มีศักยภาพในการรักษาโรค นอกจากนี้ยังอาจใช้เป็นสารตั้งต้นหรือตัวกลางในการสังเคราะห์สารเคมีอื่นๆ ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะในกระบวนการสังเคราะห์สารที่มีโครงสร้างฟีนิลและกลุ่มคาร์บอกซิลิกที่เป็นประโยชน์ในอุตสาหกรรมยาและการแพทย์