Un'importante applicazione del cloruro di n-butile è la produzione di n-butile litio (di solito chiamato semplicemente n-BuLi), che è molto richiesto con un gran numero di applicazioni. La sintesi procede analogamente alla produzione dei classici composti di Grignard, facendo reagire l'1-clorobutano con litio metallico (sotto forma di scaglie o polvere) con esclusione dell'acqua in etere etilico.

Il butil litio a sua volta è di grande importanza nella moderna chimica organica sintetica come base forte e reagente di litiazione. Viene utilizzato nell'industria delle materie plastiche come reagente nella produzione di gomma naturale dall'isoprene: nella polimerizzazione a catena anionica, avvia la reazione per produrre copolimeri a blocchi stirene-isoprene-stirene che vengono utilizzati per pneumatici di automobili, suole di scarpe o guarnizioni.

Altre aree di applicazione del butil litio si trovano nella chimica agricola e nei prodotti chimici speciali. In farmacia, n-BuLi è un componente importante per la sintesi di farmaci per il trattamento delle malattie cardiache (colesterolo, ipertensione), dell'obesità e altre.

Grazie alle sue buone proprietà dissolventi, l'1-clorobutano è anche un comune solvente ed estraente. Viene utilizzato anche nella cromatografia liquida ad alte prestazioni e nella spettrofotometria.

Il cloruro di n-butile può essere utilizzato anche come reagente alchilante per introdurre un gruppo butilico nelle sintesi organiche (ad esempio per liquidi ionici), nonché per alcuni esteri e plastificanti, per pesticidi o tensioattivi. La medicina veterinaria conosce l'1-clorobutano come principio attivo contro i vermi.

Inoltre, l'1-clorobutano è necessario come intermedio per la produzione di composti organostannici.

1-clorobutano è fornito in fusti di acciaio con rivestimenti in polietilene. Nella confezione originale chiusa ha una durata di conservazione illimitata.