二乙烯苯是一種重要的化學物質，主要用作樹脂、油漆和特種橡膠的原料。它含有兩個乙烯基，這使得它能夠參與交聯反應，通過與其他單體如苯乙烯、丁二烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯共聚合，形成具有優異性能的聚合物。這些性能包括提高樹脂的硬度、強度和耐熱性。
二乙烯苯還廣泛套用於離子交換樹脂、離子交換膜、ABS樹脂、聚苯乙烯樹脂、不飽和聚酯樹脂、合成橡膠、木材加工和碳加工等領域。此外，它也用於生產對二甲苯的解吸劑。
在科研領域，二乙烯苯還具有獨特的藥效，如抗老年痴呆、抗癌、抗菌和抗氧化等。日本鋼鐵化學公司曾開發出以二乙烯苯為原料的合成樹脂，這種樹脂具有優異的光學性能、電學性能和耐高溫性能，與其他基材有良好的黏結性能，可用於製作塑膠的堅硬外殼和光學部件。