N-Acetyl-DL-norvaline ใช้หลักๆ ในงานวิจัยทางชีวเคมีเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์เปปไทด์ ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการเตรียมเปปไทด์และโปรตีนที่ถูกดัดแปลง ช่วยในการศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาระหว่างโปรตีน นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาแคทาลิสต์แบบ chiral และเป็นส่วนประกอบในกระบวนการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริกเพื่อผลิตสารประกอบที่แอคทีฟทางแสง การประยุกต์ใช้ขยายไปสู่เภสัชเคมี โดยถูกใช้ในการออกแบบและสังเคราะห์ยาที่มีศักยภาพ โดยเฉพาะในการสำรวจตัวยับยั้งเอนไซม์และตัวปรับตัวรับ