N-Acetyl-DL-valine ถูกใช้หลักในสาขาชีวเคมีและการวิจัยเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยพื้นฐานในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน เพื่อช่วยในการศึกษากโครงสร้างและการทำงานของสารเหล่านี้ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาสูตรยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเพิ่มความเสถียรและการดูดซึมทางชีวภาพของส่วนประกอบยาสำคัญ นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในการผลิตสารคิรัล โดยทำหน้าที่เป็นสารแยกเอ็นแอนติโอเมอร์เพื่อแยกเอ็นแอนติโอเมอร์ ซึ่งมีความสำคัญในการสร้างยาที่มีประสิทธิภาพและมุ่งเป้าหมายได้ดีขึ้น ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม N-Acetyl-DL-valine ถูกนำมาใช้ในการผลิตสารเคมีพิเศษและเป็นสารกลางในการสังเคราะห์อินทรีย์ บทบาทของมันในด้านเหล่านี้ยืนยันถึงความสำคัญในการส่งเสริมการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการประยุกต์ใช้จริงในเคมีและการแพทย์