4-Nitrophthalimide ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารเคมีอื่นๆ ที่มีความสำคัญในอุตสาหกรรมและงานวิจัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตสารประกอบที่มีโครงสร้างทางเคมีที่ซับซ้อน เช่น สารเรืองแสง (fluorescent dyes) และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (bioactive compounds) นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการสังเคราะห์โพลีเมอร์บางชนิดที่มีคุณสมบัติเฉพาะทาง เช่น ความทนทานต่อความร้อนและสารเคมี นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยาเพื่อเป็นส่วนประกอบในการผลิตยาบางชนิดที่มีฤทธิ์ต้านจุลชีพหรือยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง