D-Tryptophan methyl ester hydrochloride ใช้เป็นหลักในการสังเคราะห์เพปไทด์และโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนอื่นๆ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปที่ความผิดปกติทางระบบประสาทและจิตใจ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในงานวิจัยเพื่อศึกษาการโต้ตอบของเอนไซม์และกลไกการจับตัวของตัวรับ ซึ่งช่วยในการทำความเข้าใจเส้นทางชีวเคมี นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาคีรอล ซึ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริกในเคมีอินทรีย์ บทบาทของมันในด้านเหล่านี้เน้นย้ำถึงความสำคัญในการส่งเสริมทั้งเคมียารักษาและการวิจัยทางชีวเคมี เนื่องจากโครงสร้างของมันมีความคล้ายคลึงกับทริปโตเฟนซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่สำคัญในร่างกาย จึงมีประโยชน์ในการวิจัยด้านเภสัชวิทยาและชีววิทยาโมเลกุล