3-Nitroquinolin-2-ol ใช้หลักๆ ในการวิจัยและพัฒนา โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์ยาต่างๆ โดยเฉพาะยาที่มุ่งเป้าไปยังโรคติดเชื้อและมะเร็ง กลุ่มไนโตรและไฮดรอกซิลของมันทำให้เป็นหน่วยย่อยที่หลากหลายสำหรับการสร้างโมเลกุลซับซ้อนที่มีคุณสมบัติบำบัดที่เป็นไปได้ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาด้านเคมีอินทรีย์เพื่อสำรวจกลไกปฏิกิริยาและพัฒนากระบวนการเคมีใหม่ๆ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่ศาสตร์วัสดุศาสตร์ ซึ่งช่วยในการพัฒนาวัสดุขั้นสูงที่มีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์หรือคุณสมบัติทางแสงเฉพาะเจาะจง