4-Hydroxy-5-methylpyrimidine ใช้หลักในการสังเคราะห์ยาและสารประกอบอินทรีย์ต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตยาต้านไวรัสและยารักษามะเร็ง ซึ่งโครงสร้างของมันมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาส่วนประกอบยาที่ใช้งานได้ นอกจากนี้ สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยและพัฒนาสารอนุภาคนิวคลีโอไซด์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษาการติดเชื้อไวรัสและมะเร็งบางชนิด การประยุกต์ใช้ขยายไปสู่สาขาชีวเคมี ที่ใช้ในการศึกษาการยับยั้งเอนไซม์และเส้นทางเมแทบอลิซึม นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมสารเคมีเกษตร สนับสนุนการพัฒนายาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืชที่กำหนดเป้าหมายกระบวนการทางชีวภาพเฉพาะในศัตรูพืชและวัชพืช