เบนซอยล์-ดีแอล-วาลีนถูกใช้หลักๆ ในด้านการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยทางเภสัชกรรม มันทำหน้าที่เป็นสารกลางในการผลิตเปปไทด์และอนุพันธ์กรดอะมิโนต่างๆ ซึ่งมีความสำคัญต่อการพัฒนายาเพื่อการบำบัด นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาทางชีวเคมีเพื่อตรวจสอบปฏิกิริยาของเอนไซม์และเส้นทางเมแทบอลิซึม โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับวาลีน บทบาทของมันในการสังเคราะห์สารประกอบเฉพาะทางทำให้มีคุณค่าในการสร้างยาที่มุ่งเป้าไปยังกระบวนการทางชีวภาพเฉพาะเจาะจง