N-Acetyl-DL-phenylalanine ถูกใช้หลักๆ ในสาขาการแพทย์และการวิจัยทางชีวเคมี มันทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำคัญในการสังเคราะห์เปปไทด์และส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) ต่างๆ รูปแบบอะซิติเลตช่วยเพิ่มความเสถียรและการดูดซึม ทำให้มีคุณค่าในการพัฒนายา นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษากinetics ของเอนไซม์และปฏิกิริยาโปรตีน เนื่องจากทำหน้าที่เป็นซับสเตรตหรือตัวยับยั้งในงานทดลองทางชีวเคมี ในอุตสาหกรรมอาหาร สามารถใช้เป็นสารเพิ่มรสชาติหรือสารตั้งต้นในการผลิตสารเติมแต่งอาหารบางชนิด ลักษณะ chiral ของมันยังมีประโยชน์ในการศึกษาสเตอริโอเคมีและการพัฒนาแคทาลิست chiral