เบนซอยล์-ดีแอล-ลิวซีนถูกใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีและการพัฒนายาเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์เปปไทด์และสารประกอบอินทรีย์ซับซ้อนอื่นๆ การประยุกต์ใช้ครอบคลุมถึงการศึกษากineticsของเอนไซม์และปฏิกิริยาโปรตีน ซึ่งช่วยในการทำความเข้าใจเส้นทางเมแทบอลิซึมและกระบวนการทางชีวเคมี นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาตัวกลาง โดยเฉพาะในการออกแบบยาที่เล็งเป้าไปยังเอนไซม์หรือโปรตีนเฉพาะ บทบาทในการปรับเปลี่ยนกิจกรรมทางชีวภาพทำให้มีคุณค่าในทั้งการวิจัยทางวิชาการและอุตสาหกรรม