Основная область промышленного применение бутиллития, как катализатора анионной полимеризации, в изготовлении полиизопрена, полибутадиена и бутадиен/стирол сополимеров, которые имеют большое значение при производстве резины и пластмасс.
Кроме того бутиллитий - ценный инструментом в органическом синтезе активных фармацевтических ингредиентов (API), химикатов для аграрного сектора и электронных материалов. Из-за своих ярко выраженных свойств основания бутиллитий может использоваться как универсальный реагент для металлирования (депротонирования или металла- галоидный обмен) органических субстратов.
