5-Benzyl-2-chloropyrimidine ใช้เป็นสารกลางในการสังเคราะห์สารประกอบเภสัชกรรม โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่กำหนดเป้าหมายโรคต่าง ๆ มีบทบาทสำคัญในการผลิตตัวยับยั้ง kinase ซึ่งจำเป็นต่อการรักษามะเร็ง นอกจากนี้ ยังใช้ในงานวิจัยเคมีอินทรีย์เพื่อสร้างโมเลกุลซับซ้อน เนื่องจากโครงสร้าง chloropyrimidine ที่ทำปฏิกิริยาได้ง่าย การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่สารเคมีเกษตร ซึ่งช่วยในการพัฒนายาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช