Käyttökohteiden osalta asetyyliasetonia voidaan käyttää ensisijaisesti orgaaniseen synteesiin. Se voi toimia reagenssina kromatografia-analyysissä ja myös kelatoivana aineena siirtymämetalleille. On parempi määrittää tallium hiilidisulfidin läsnä ollessa kuin määrittää rauta ja fluori muilla menetelmillä.
Asetyyliasetonia voidaan käyttää välituotteena lääkkeissä. Sitä käytetään esimerkiksi sienimyrkkyjen pyrimetaniilin ja mepanipyrimin sekä rikkakasvien torjunta-aineen rimsulfuronin valmistuksessa. Sitä voidaan käyttää myös lääkkeiden valmistuksen raaka-aineena, orgaanisena välituotteena ja liuottimena. Se voi toimia myös analyyttisenä reagenssina ja alumiinin uuttoaineena taloissa. Lisäksi se on erinomainen orgaanisen synteesin välituote ja erittäin tärkeä raaka-aine lääkkeiden valmistuksessa. Sitä voidaan käyttää selluloosa-asetaatin liuottimena. Sitä voidaan käyttää myös bensiinin ja voiteluaineiden lisäaineena, ja sitä voidaan käyttää jopa maalien ja lakkojen kuivausaineena tai sienitautien torjunta-aineena. Se voi toimia myös hydrausreaktioiden katalysaattorina ja hapen hapettumisen kiihdyttimenä jne. Voidaan sanoa, että sen toiminnot ovat erittäin laajat. Sitä voidaan käyttää myös joidenkin metallioksidien poistamiseen huokoisista kiinteistä aineista ja sitä voidaan käyttää polypropeenikatalyyttien käsittelyssä.
