1-Phenyl-3-thiosemicarbazide ใช้หลักๆ ในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการเตรียมสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิกต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์ไทอะดิอะซอล ซึ่งมี ứng dụngในเภสัชภัณฑ์และเกษตรเคมี นอกจากนี้ ยังใช้ในการพัฒนายับยั้งการกัดกร่อนสำหรับโลหะ เพื่อให้การป้องกันในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม บทบาทในเคมีเชิงประสานก็เด่นชัด โดยทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ในการสร้างคอมเพล็กซ์กับโลหะทรานซิชัน ซึ่งมีประโยชน์ในตัวเร่งปฏิกิริยาและวิทยาศาสตร์วัสดุ นอกจากนี้ ยังใช้ในเคมีวิเคราะห์เป็นตัวเรขสำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณไอออนโลหะบางชนิด