N-Acetyl-D-Phenylalanine ถูกใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์และเภสัชภัณฑ์ โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการผลิตยาต่างๆ และสารชีวภาพที่มีฤทธิ์ มันยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษากลไกของเอนไซม์และปฏิกิริยาของโปรตีน นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในการพัฒนาแคทาลิสต์แบบ chiral และเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์อินทรีย์เพื่อสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน บทบาทของมันในการเพิ่มความเสถียรและประสิทธิภาพของตัวแทนบำบัดบางชนิดทำให้มีคุณค่าในเคมียารักษา