Una aplicación importante del cloruro de n-butilo es la producción de n-butil litio (normalmente llamado simplemente n-BuLi), que tiene una gran demanda y un gran número de aplicaciones. La síntesis se realiza de forma análoga a la producción de los compuestos clásicos de Grignard, haciendo reaccionar 1-clorobutano con litio metálico (en forma de chips o en polvo) con exclusión de agua en éter dietílico.

El butil litio, a su vez, es de gran importancia en la química sintética orgánica moderna como base fuerte y reactivo de litiación. Se utiliza en la industria del plástico como reactivo en la producción de caucho natural a partir de isopreno: en la polimerización en cadena aniónica, inicia la reacción para producir copolímeros en bloque de estireno-isopreno-estireno que se utilizan para neumáticos de automóviles, suelas de zapatos o sellos.

Otras áreas de aplicación del butil-litio se encuentran en la química agrícola y en las especialidades químicas. En farmacia, el n-BuLi es un componente importante para la síntesis de fármacos para el tratamiento de enfermedades cardíacas (colesterol, hipertensión arterial), obesidad y otras.

Debido a sus buenas propiedades de disolución, el 1-clorobutano también es un disolvente y extractante común. También se utiliza en cromatografía líquida de alta resolución y espectrofotometría.

El cloruro de n-butilo también se puede utilizar como reactivo alquilante para introducir un grupo butilo en síntesis orgánicas (por ejemplo, para líquidos iónicos), así como para algunos ésteres y plastificantes, para pesticidas o tensioactivos. La medicina veterinaria conoce el 1-clorobutano como ingrediente activo contra las lombrices.

Además, se requiere 1-clorobutano como intermediario para la producción de compuestos organoestaño.

El 1-clorobutano se suministra en bidones de acero con revestimiento de polietileno. En el embalaje original cerrado tiene una vida útil ilimitada.