1,4-Diphenyl-3-thiosemicarbazide ใช้หลัก ๆ ในสาขาการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำคัญในการผลิตสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่าง ๆ การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการพัฒนายา โดยใช้ในการสังเคราะห์ยาที่มีศักยภาพต้านจุลินทรีย์และต้านมะเร็ง นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการสร้างลิแกนด์สำหรับคอมเพล็กซ์โลหะ ซึ่งศึกษาสำหรับกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาและกิจกรรมทางชีวภาพ ในวิทยาศาสตร์วัสดุ สารนี้มีส่วนช่วยในการพัฒนาโพลิเมอร์และสารเคลือบใหม่ที่มีคุณสมบัติปรับปรุง ในด้านเคมีวิเคราะห์ ยังใช้เป็นรีเอเจนต์ในการตรวจสอบหรือแยกแยะสารประกอบบางชนิด ความหลากหลายทำให้มีคุณค่าต่อกระบวนการวิจัยและอุตสาหกรรมที่มุ่งพัฒนาเทคโนโลยีเคมีและการแพทย์