Z-Val-NH2 ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในด้านการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนในห้องปฏิบัติการเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการสร้างพันธะเปปไทด์ (peptide bond formation) ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการสร้างสายเปปไทด์ที่ยาวขึ้น นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารตั้งต้นในกระบวนการปรับเปลี่ยนทางเคมีเพื่อสร้างอนุพันธ์ของเปปไทด์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะทางชีวภาพ ในอุตสาหกรรมยา Z-Val-NH2 อาจถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาเปปไทด์ซึ่งมีศักยภาพในการรักษาโรคต่าง ๆ รวมถึงการวิจัยทางเภสัชวิทยาเพื่อศึกษากลไกการออกฤทธิ์ของยาเปปไทด์อีกด้วย