5-โบรโมไพรีมีดีน-2,4-ไดเอมีน ถูกใช้หลักๆ ในงานวิจัยและพัฒนาเภสัชภัณฑ์เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ มีบทบาทสำคัญในการสร้างยาต้านไวรัสและยาต้านมะเร็ง โดยเฉพาะในการออกแบบนิวคลีโอไซด์อะนาล็อกที่เล็งเป้าไปยังการจำลองตัวของไวรัสหรือการเพิ่มจำนวนเซลล์มะเร็ง นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายับยั้งคินาส ซึ่งจำเป็นในการควบคุมเส้นทางสัญญาณของเซลล์และรักษาโรคต่างๆ เช่น มะเร็งและโรคอักเสบ คุณสมบัติทางโครงสร้างทำให้เป็นบล็อกก่อสร้างที่หลากหลายในเคมียารักษาเพื่อการออกแบบโมเลกุลที่มีผลการรักษาเฉพาะเจาะจง