3-Nitrobenzenesulfonyl chloride ใช้เป็นสารตั้งต้นและรีเอเจนต์หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและเคมีอินทรีย์ ใช้ในการเตรียมสารประกอบซัลโฟนาไมด์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการผลิตยา โดยเฉพาะยาต้านแบคทีเรีย นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกัน (protecting group) สำหรับอะมีนในระหว่างการสังเคราะห์โมเลกุลซับซ้อน เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาที่เลือกสรรโดยไม่รบกวนกลุ่มฟังก์ชันอื่นๆ ยังมีประโยชน์ในการสังเคราะห์สีย้อมและเม็ดสี เพื่อพัฒนาสารให้สีที่มีคุณสมบัติเฉพาะเจาะจง และมีบทบาทในการปรับเปลี่ยนโพลิเมอร์เพื่อเพิ่มคุณสมบัติ เช่น ความทนทานและความต้านทานที่ดียิ่งขึ้น