2,5-oxazolidinedione ถูกนำมาใช้หลักในการสังเคราะห์สารประกอบทางเภสัชกรรมต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยาปฏิชีวนะ โดยเฉพาะยาในชั้น oxazolidinone ซึ่งมีประสิทธิภาพต่อเชื้อแบคทีเรียที่ดื้อยา นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการพัฒนายาต้านชัก ซึ่งช่วยในการรักษาโรคลมชักและโรคชักอื่นๆ บทบาทของมันในสังเคราะห์อินทรีย์ขยายไปถึงการสร้างโพลิเมอร์และสารเคมีพิเศษ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่า ในงานวิจัย มันถูกใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาเส้นทางสังเคราะห์ใหม่สำหรับโมเลกุลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ