3,3'-Oxydianiline ใช้เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการผลิตโพลีเมอร์ชนิดพิเศษ เช่น โพลีอิไมด์ (Polyimide) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความทนทานต่อความร้อนและสารเคมีสูง มักนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการผลิตแผงวงจรและฟิล์มฉนวน นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการผลิตเรซินชนิดต่างๆ ที่ใช้เคลือบพื้นผิวเพื่อเพิ่มความทนทานและป้องกันการกัดกร่อน ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ใช้เป็นส่วนประกอบในการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องเผชิญกับอุณหภูมิสูง เช่น ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ และยังพบการใช้งานในอุตสาหกรรมสิ่งทอเพื่อผลิตเส้นใยสังเคราะห์ที่มีคุณสมบัติพิเศษอีกด้วย