โซเดียม 4-ไฮดรอกซิเพนทาโนเอต ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมเป็นสารกลางในการสังเคราะห์ส่วนผสมยาสำคัญ (APIs) ต่างๆ มีบทบาทในการผลิตยาที่มุ่งเป้าไปยังความผิดปกติทางระบบประสาท โดยเฉพาะยาที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางกรดแกมมาอะมิโนบิวทีริก (GABA) เนื่องจากโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับสารที่เกี่ยวข้องกับ GABA นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาโพลิเมอร์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ซึ่งช่วยสร้างวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับบรรจุภัณฑ์และการใช้งานทางการแพทย์ คุณสมบัติของสารนี้ยังเหมาะสำหรับใช้ในสูตรเครื่องสำอาง โดยทำหน้าที่เป็นสารให้ความชุ่มชื้นและช่วยปรับปรุงการให้ความชุ่มชื้นแก่ผิว ในงานวิจัย สารนี้ใช้เป็นสารทำปฏิกิริยาในการสังเคราะห์อินทรีย์เพื่อสร้างโมเลกุลซับซ้อนที่มีศักยภาพในการบำบัดหรือใช้งานอุตสาหกรรม