(R)-3-Phenylpyrrolidine hydrochloride ถูกนำมาใช้หลักๆ ในสาขาเคมีเวชภัณฑ์และการวิจัยเภสัชภัณฑ์ โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ โดยเฉพาะสารที่เล็งเป้าไปที่ระบบประสาทส่วนกลาง สารเคมีนี้มักถูกใช้ในการพัฒนายาที่ปรับเปลี่ยนระบบสารสื่อประสาท เช่น ตัวรับโดพามีนและเซโรโทนิน ทำให้มีคุณค่าในการสร้างการรักษาที่มีศักยภาพสำหรับโรคทางระบบประสาทและจิตเวช รวมถึงภาวะซึมเศร้า ความวิตกกังวล และโรคพาร์กินสัน นอกจากนี้ โครงสร้างแบบ chiral ของมันช่วยให้สามารถสำรวจปฏิกิริยาแบบ enantioselective ในการออกแบบยา ซึ่งช่วยเพิ่มความจำเพาะและประสิทธิภาพของตัวแทนบำบัด นักวิจัยยังใช้มันในการศึกษากลไกการจับตัวรับและการปรับปรุงยาเพื่อคุณสมบัติเภสัชจลนศาสตร์ที่ดีขึ้น