Bis(3,5-dimethylphenyl)chlorophosphine ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์เป็นสารกลางสำคัญสำหรับการเตรียมลิแกนด์ฟอสฟีนชนิดต่าง ๆ ลิแกนด์เหล่านี้มีความสำคัญในเคมีเชิงประสานและการเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะในปฏิกิริยาที่เร่งด้วยโลหะทรานซิชัน เช่น การจับคู่ข้าม การไฮโดรเจนเนชัน และไฮโดรฟอร์มิลเลชัน การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการพัฒนาเร่งปฏิกิริยาแบบอะซิมเมトリก ซึ่งสมบัติเชิงสเตริกและอิเล็กทรอนิกส์ของลิแกนด์มีบทบาทสำคัญในการควบคุมความเลือกเอ็นแอนติโอเมอร์ของปฏิกิริยา นอกจากนี้ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบออร์กาโนฟอสฟอรัส ซึ่งมีการประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุ รวมถึงการพัฒนาสารกันไฟและสารเติมแต่งสำหรับโพลิเมอร์ บทบาทในการสร้างลิแกนด์เฉพาะทางยังช่วยสนับสนุนความก้าวหน้าในการวิจัยเภสัชภัณฑ์ ทำให้สามารถสังเคราะห์โมเลกุลซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ