Phenyl methanesulfonate ใช้หลัก ๆ เป็นสารอัลคิลเลติ้งเอเจนต์ในการสังเคราะห์อินทรีย์ ซึ่งนำกลุ่มฟีนิลเข้าไปในโมเลกุลต่าง ๆ มีคุณค่าอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมสำหรับการปรับเปลี่ยนส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพหรือความเสถียร นอกจากนี้ ยังใช้เป็นรีเอเจนต์ในการเตรียมอินเทอร์มีเดียตสำหรับสีย้อม สารเคมีเกษตร และเคมีภัณฑ์ละเอียดอื่น ๆ บทบาทในปฏิกิริยาครอส-คัปพลิงทำให้มีประโยชน์ในการพัฒนาสารอินทรีย์ซับซ้อน ในงานวิจัย ใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับเอสเทอร์ซัลโฟเนต