5-Chloro-2-methylpyrimidine ถูกใช้เป็นสารตั้งต้นในกระบวนการสังเคราะห์เภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะในการพัฒนายาต้านไวรัสและยาต้านมะเร็ง สารนี้มีบทบาทสำคัญในการผลิตส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) เนื่องจากโครงสร้าง pyrimidine ซึ่งเป็นโครงสร้างที่พบบ่อยในเคมียารักษา นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยสารเคมีเกษตรสำหรับการสร้างสารกำจัดวัชพืชและสารกำจัดเชื้อรา ซึ่งช่วยในการป้องกันพืชและเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร คุณสมบัติทางเคมีของมันทำให้มีคุณค่าในการสังเคราะห์อินทรีย์สำหรับการสร้างโมเลกุลซับซ้อนในแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมต่างๆ