Lutetium(III) 2,4-pentanedionate ใช้ในการวิจัยและพัฒนาวัสดุที่มีคุณสมบัติเฉพาะทาง เช่น การผลิตสารเรืองแสงสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องมือทางการแพทย์ นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการสังเคราะห์สารเคมีต่าง ๆ และเป็นส่วนประกอบในวัสดุแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเพื่อนำไปใช้ในเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์และเซลล์แสงอาทิตย์อีกด้วย