2-Chloro-4,5-dimethylpyrimidine ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและเกษตรเคมี เนื่องจากโครงสร้าง pyrimidine ซึ่งเป็นโครงสร้างหลักในสารประกอบที่มีกิจกรรมทางชีวภาพหลายชนิด สารนี้ทำหน้าที่เป็นสารกลางในการผลิตยาต้านไวรัสและยารักษามะเร็ง โดยตัวย่อย chloro ช่วยให้เกิดการปรับแต่งโครงสร้างเพิ่มเติม นอกจากนี้ ยังใช้ในการพัฒนายาฆ่าหญ้าทำลายพืชและยาฆ่าแมลง โดยอาศัยความสามารถในการยับยั้งเอนไซม์หรือเส้นทางเฉพาะในสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย ในงานวิจัย สารนี้ถูกใช้ในการศึกษาความสัมพันธ์โครงสร้าง-กิจกรรม และการออกแบบสารประกอบใหม่ที่มีประสิทธิภาพและความเลือกสรรสูงขึ้น ความหลากหลายของสารนี้ทำให้เป็นส่วนประกอบที่มีคุณค่าในการสังเคราะห์อินทรีย์และการค้นพบยา