鄰苯二甲酸二丁酯是聚氯乙烯較常用的增塑劑，可使制品具有良好的柔軟性，但揮發性和水抽出性較大，因而耐久性差。鄰苯二甲酸二丁酯是硝基纖維素的優良增塑劑，凝膠化能力強，用于硝基纖維素涂料，有良好的軟化作用。穩定性、耐撓曲性、黏結性和防水性較好。鄰苯二甲酸二丁酯也可用作聚醋酸乙烯、醇酸樹脂、硝基纖維素、乙基纖維素及氯丁橡膠、丁腈橡膠的增塑劑。
同時也是一種良好的耐寒性增塑劑，具有較好的相溶性，主要用于做各種聚氯乙烯制品和橡膠溶劑。如：螺旋管、蛇皮管、門吊水帶油性油墨等各種塑料制品及各種溶劑。以及用于膠粘劑中的主要增塑劑。
還可以用于聚醋酸乙烯乳液、有機玻璃(工業級)、聚氯乙烯壓延薄膜、硝基漆類、Q01-1硝基清漆、Q04-2各色硝基外用磁漆、Q06-4各色硝基底漆、Q07-5各色硝基膩子、硝基漆片、過氯乙烯漆類、G04-9各色過氯乙烯外用磁漆、G06-4各色過氯乙烯底漆、G06-5各色過氯乙烯二道底漆、乙烯乳膠漆、雙組分環氧酚醛防腐等