Quinoline-2,4(1H,3H)-dione ถูกนำไปใช้หลักๆ ในสาขาเคมียารักษาโรคเนื่องจากมีกิจกรรมทางชีวภาพที่เป็นไปได้ มันทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบทางเภสัชกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่มุ่งเป้าไปที่คุณสมบัติต้านการอักเสบ ต้านจุลชีพ และต้านมะเร็ง โครงสร้างของมันมักถูกนำเข้าไปรวมในโมเลกุลยาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเลือกสรร นอกจากนี้ ยังมีการสำรวจในการพัฒนาไดโอดออแกนิกที่ปล่อยแสง (OLEDs) และวัสดุออปโตอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ เนื่องจากคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ ในงานวิจัยด้านเคมีเกษตร สารอนุพันธ์ของสารประกอบนี้ถูกตรวจสอบสำหรับการใช้เป็นยาฆ่าแมลงหรือวัชยากร ซึ่งเปิดทางในการพัฒนาตัวแทนป้องกันพืชใหม่