(2S,4R)-4-Fluoropyrrolidine-2-carboxylic Acid ใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบทางเภสัชกรรม โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปที่ความผิดปกติทางระบบประสาท และเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับยาที่มีฐานเป็นเปปไทด์ ความจำเพาะทางสเตอรีโอเคมีที่ไม่เหมือนใครและการแทนที่ด้วยฟลูออรีนทำให้มีคุณค่ากในการสร้างโมเลกุลที่มีกิจกรรมทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้นและความเสถียรทางเมแทบอลิซึม ใช้ในการวิจัยเคมียารักษาเพื่อสำรวจการรักษาใหม่สำหรับภาวะเช่นโรคลมชักและภาวะซึมเศร้า นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาคีรอลและลิแกนด์สำหรับการสังเคราะห์แบบอะซิมเมตริกในเคมีอินทรีย์