2'-Deoxy-2'-fluorouridine ถูกนำมาใช้ในการวิจัยและพัฒนายาต้านไวรัส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาวิธีการยับยั้งการแพร่พันธุ์ของไวรัสบางชนิด เช่น ไวรัสตับอักเสบซี (HCV) และไวรัสอื่น ๆ ที่มี RNA เป็นสารพันธุกรรม เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีของมันสามารถเข้าไปรบกวนกระบวนการสังเคราะห์ RNA ของไวรัส ทำให้ไวรัสไม่สามารถเพิ่มจำนวนได้ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเพื่อประยุกต์ใช้ในด้านการรักษาโรคมะเร็ง โดยการออกแบบยาเคมีบำบัดที่ใช้กลไกการยับยั้งการสังเคราะห์ DNA และ RNA ของเซลล์มะเร็ง อย่างไรก็ตาม การใช้งานส่วนใหญ่ยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองและวิจัยทางคลินิกเพื่อประเมินประสิทธิภาพและความปลอดภัย