Важным применением н-бутилхлорида является производство н-бутиллития (обычно называемого просто н-BuLi), который пользуется большим спросом и имеет большое количество применений. Синтез протекает аналогично получению классических соединений Гриньяра путем взаимодействия 1-хлорбутана с металлическим литием (в виде стружки или порошка) при исключении воды в диэтиловом эфире.

Бутиллитий, в свою очередь, имеет большое значение в современной органической синтетической химии как сильное основание и реагент для литиирования. Его используют в промышленности пластмасс в качестве реагента при производстве натурального каучука из изопрена: при анионной цепной полимеризации он инициирует реакцию с образованием блок-сополимеров стирола-изопрена-стирола, которые используются для изготовления автомобильных шин, подошв обуви или уплотнителей.

Другие области применения бутиллития находятся в сельскохозяйственной химии и специальных химикатах. В фармации n-BuLi является важным компонентом для синтеза препаратов для лечения заболеваний сердца (холестерина, повышенного артериального давления), ожирения и других.

Благодаря своим хорошим растворяющим свойствам 1-хлорбутан также является распространенным растворителем и экстрагентом. Он также используется в высокоэффективной жидкостной хроматографии и спектрофотометрии.

н-Бутилхлорид также может использоваться в качестве алкилирующего реагента для введения бутильной группы в органических синтезах (например, для ионных жидкостей), а также в некоторых эфирах и пластификаторах, в пестицидах или поверхностно-активных веществах. Ветеринарии известен 1-хлорбутан как активное вещество против глистов.

Кроме того, 1-хлорбутан необходим в качестве промежуточного продукта для производства оловоорганических соединений.

1-Хлорбутан поставляется в стальных бочках с полиэтиленовым вкладышем. В закрытой оригинальной упаковке имеет неограниченный срок хранения.