乙酰乙酸乙酯是一種重要的有機合成原料，在醫藥上用于合成氨基吡啉、維生素B等，亦用于偶氮黃色染料的制備，還用于調合蘋果香精及其他果香香精。在農藥生產上用于合成有機磷殺蟲劑蠅毒磷的中間體α-氯代乙酰乙酸乙酯、嘧啶氧磷的中間體，殺菌劑惡霉靈，除草劑味唑乙煙酸，殺鼠劑殺鼠醚、殺鼠靈等，也是殺菌劑新品種嘧菌環胺、氟嘧菌胺、呋吡菌胺及植物生長調節劑殺雄啉的中間體，此外，乙酰乙酸乙酯也廣泛用于醫藥、塑料、染料、香料、清漆及添加劑等行業