2'-Bromo-2'-deoxyuridine ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการวิจัยด้านชีววิทยาและทางการแพทย์ โดยเฉพาะในการศึกษากระบวนการแบ่งเซลล์และการติดตามเซลล์ใหม่ที่เกิดขึ้น มันถูกใช้เป็นสารติดตาม (tracer) เพื่อวัดอัตราการสังเคราะห์ DNA ในเซลล์ เนื่องจากสามารถถูกแทนที่ด้วย thymidine ในระหว่างกระบวนการจำลอง DNA ทำให้สามารถตรวจสอบได้ด้วยเทคนิคทางวิทยาเคมี เช่น การใช้แอนติบอดีเฉพาะเจาะจง นอกจากนี้ ยังมีการใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับการรักษามะเร็ง โดยการประเมินประสิทธิภาพของยาต้านมะเร็งในการยับยั้งการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็ง รวมถึงการวิจัยด้านการฟื้นฟูเซลล์และเนื้อเยื่อ โดยเฉพาะในระบบประสาทและการสร้างเซลล์ใหม่ในสมอง ในทางคลินิก 2'-Bromo-2'-deoxyuridine อาจถูกใช้เพื่อติดตามการตอบสนองของเซลล์ต่อการรักษาและประเมินการงอกใหม่ของเซลล์หลังการบาดเจ็บหรือการรักษาด้วยยาเฉพาะทาง