碳酸二苯酯是一種重要的化工原料，主要用於合成工程塑膠聚碳酸酯和聚對羥基苯甲酸酯等，也可以用作硝酸纖維素的增塑劑和溶劑。
在農藥方面，碳酸二苯酯主要用於合成異氰酸甲酯，進而製備氨基甲酸酯類殺蟲劑，如克百威。而且，碳酸二苯酯還廣泛套用於塑膠工業，用於製造聚芳基碳酸酯、對羥基苯甲酸聚酯、單異氰酸酯、二異氰酸酯等，也可以用來製備塑膠增塑劑。在化工生產中，碳酸二苯酯還用作溶劑和載熱體。
此外，碳酸二苯酯還可用作聚醯胺、聚酯的增塑劑和溶劑，在酯化反應中可以作為催化劑，以及在酯交換反應中作為原料，與醇類、酚類和酸類反應生成不同的酯化產物。