2-Methylthio-4-pyrimidinol ใช้หลักในการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะในการพัฒนายาต้านไวรัสและยาต้านมะเร็ง ทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำคัญในการผลิตสารประกอบที่ยับยั้งเอนไซม์หรือโปรตีนเฉพาะเจาะจงที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินของโรค นอกจากนี้ ยังนำมาใช้ในเคมีเกษตรกรรมเพื่อสร้างสารกำจัดศัตรูพืชและสารกำจัดวัชพืช โดยเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับส่วนผสมที่ใช้งานในการกำหนดเป้าหมายศัตรูพืชหรือวัชพืช บทบาทในสังเคราะห์อินทรีย์ยังขยายไปถึงการเตรียมสารประกอบเฮเทอโรไซคลิก ซึ่งมีคุณค่าในแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมและการวิจัยต่างๆ