4-Chloro-2-nitrophenylsulfonylchloride ใช้หลักๆ เป็นสารกลางในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ต่างๆ โดยเฉพาะในการผลิตสีย้อมและเม็ดสี มีบทบาทในการพัฒนายา โดยใช้ในการสร้างส่วนประกอบยาที่มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาเฉพาะ (APIs) นอกจากนี้ ยังใช้ในการผลิตสารเคมีเกษตร ช่วยในการกำหนดสูตรยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช กลุ่มซัลโฟนิลคลอไรด์ของมันทำให้เป็นสารเคมีที่มีค่าความสำคัญในการทำปฏิกิริยาอินทรีย์ สนับสนุนการนำฟังก์ชันซัลโฟนิลเข้าไปในโมเลกุลเป้าหมาย โดยเฉพาะในขั้นตอนการสร้างสารประกอบซัลโฟนาไมด์ (sulfonamides) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม สารประกอบนี้ยังถูกสำรวจในงานวิจัยสำหรับการพัฒนาสารเคมีและวัสดุใหม่ๆ รวมถึงการประยุกต์ใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีและกลไกการทำงานของสารต่างๆ