L-N-Benzylserine มีการใช้งานหลักในด้านการสังเคราะห์อินทรีย์และการวิจัยทางเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพหลากหลายชนิด การประยุกต์ใช้มีบทบาทสำคัญในการพัฒนายาเพปไทด์ โดยนำมาใช้ปรับโครงสร้างเพปไทด์เพื่อเพิ่มความเสถียร การดูดซึมทางชีวภาพ หรือประสิทธิภาพการรักษา นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์โมเลกุลคีรอล ซึ่งช่วยในการสร้างสารที่มีความบริสุทธิ์ทางเอนานติโอเมอร์ สิ่งนี้มีความสำคัญต่อการออกแบบยาที่มีผลข้างเคียงลดลง นักวิจัยยังใช้ L-N-Benzylserine ในการศึกษากลไกของเอนไซม์ และเป็นหน่วยสร้างพื้นฐานในการเตรียมโมเลกุลอินทรีย์ซับซ้อนสำหรับเคมียารักษา ความหลากหลายของสารนี้ทำให้เป็นสารประกอบที่มีคุณค่าต่อการค้นพบและพัฒนายา