6-Chloro-2,5-dimethylpyrimidin-4(1H)-one ถูกใช้หลักๆ ในงานวิจัยและพัฒนายา โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์โมเลกุลที่มีกิจกรรมทางชีวภาพหลากหลาย โครงสร้างแกนไพรีมีดีนของมันมีคุณค่าในการสร้างสารประกอบที่มีศักยภาพในการรักษา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการพัฒนายาต้านไวรัสและยารักษามะเร็ง นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์เพื่อสร้างกรอบเฮเทอโรไซคลิกที่ซับซ้อน ซึ่งจำเป็นในเคมียารักษาโรคสำหรับการค้นพบและปรับปรุงยา