4-Chloro-6-phenylpyrimidine ถูกนำมาใช้หลักๆ ในงานวิจัยและพัฒนายาในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ โครงสร้างของมันมีคุณค่าต่อการสร้างตัวยับยั้งคินาส (kinase inhibitors) ซึ่งมีความสำคัญในการบำบัดมะเร็งแบบมุ่งเป้า นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการพัฒนายาต้านไวรัสและยาต้านการอักเสบ ความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาของสารนี้ช่วยให้สามารถปรับแต่งเพิ่มเติมได้ ทำให้มีความยืดหยุ่นในเคมียารักษาโรคสำหรับการออกแบบยาใหม่ๆ ที่มีศักยภาพ นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในงานวิจัยด้านเกษตรเคมีสำหรับการสร้างยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช เนื่องจากมีศักยภาพในการรบกวนเส้นทางชีวภาพเฉพาะในศัตรูพืช