主要用於制備琥珀酸酐等五雜環化合物。也用於制備醇酸樹脂（由丁二酸生產的醇酸樹脂具有良好的曲撓性、彈性和抗水性。）、油漆、染料（丁二酸的二苯基酯是染料的中間體，與氨基蒽醌反應後生成蒽醌染料。）、食品調味劑（丁二酸還可作食品酸味劑用於酒、飼料、糖果等的調味。）、照相材料等。醫藥工業中可用它生產磺胺藥、維生素A、維生素B等抗痙攣劑、松痰劑、利尿劑和止血藥物。作為化學試劑，用作碱量法標準試劑、緩衝劑、氣相色譜對比樣品。還可用作潤滑劑和表面活性劑的原料。