N-Benzoyl-L-phenylalanine ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์เป็นกลุ่มปกป้องสำหรับกรดอะมิโน ช่วยในการปรับเปลี่ยนเปปไทด์อย่างเลือกสรรโดยปกป้องกลุ่มอะมิโนระหว่างปฏิกิริยาเคมี เพื่อให้เกิดพันธะเปปไทด์ที่ต้องการโดยไม่เกิดปฏิกิริยาไม่พึงประสงค์ สารนี้ยังใช้ในการพัฒนาสารกลางทางเภสัชกรรม โดยเฉพาะในการสังเคราะห์โมเลกุลที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพและยารักษา นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการวิจัยตัวยับยั้งเอนไซม์และการศึกษา receptor โดยใช้คุณสมบัติโครงสร้างเพื่อศึกษาการโต้ตอบโมเลกุล การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการผลิตสาร chiral โดยช่วยรักษาความสมบูรณ์ทาง stereochemistry ระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ และใช้ในการวิจัยทางชีวเคมีและเภสัชวิทยาเพื่อศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์และปฏิกิริยาทางชีวภาพ รวมถึงเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ยาต้านการอักเสบและยาต้านมะเร็ง รวมถึงการพัฒนายาและสารเคมีที่เกี่ยวข้องกับการรักษาโรคทางระบบประสาทและโรคอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางชีวเคมีในร่างกาย