丁二烯是生產(chǎn)合成橡膠（丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠）的主要原料。隨著苯乙烯塑料的發(fā)展，利用苯乙烯與丁二烯共聚，生產(chǎn)各種用途廣泛的樹脂（如ABS樹脂、SBS樹脂、BS樹脂、MBS樹脂），使丁二烯在樹脂生產(chǎn)中逐漸占有重要地位。此外，丁二烯尚用于生產(chǎn)乙叉降冰片烯（乙丙橡膠第三單體）、1,4-丁二醇（工程塑料）、己二腈（尼龍66單體）、環(huán)丁砜、蒽醌、四氫呋喃等等。因而也是重要的基礎化工原料。丁二烯在精細化學品生產(chǎn)中也有很多用處。以丁二烯為原料制取的精細化學品。主要有以下幾個方面。
（1）與缺電子嗜雙烯化合物發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應，制得蒽醌，其衍生物是重要染料中間體、殺菌劑和殺蟲劑。
（2）與順丁烯二酸酐（簡稱順酐）反應，進而縮合，制得四氫苯酐，可作聚酯樹酯、環(huán)氧樹脂的固化劑和增塑劑。四氫苯酐再經(jīng)硝酸氧化，可得丁烷四羧酸，是制造水溶性漆的原料。同樣四氫苯酐加氫制得六氫苯二甲酸酐，可用作為環(huán)氧樹脂的固化劑。
（3）與二氧化硫作用，生成環(huán)丁烯砜，然后配制成水溶液在骨架鎳催化劑存在下加氫，制得環(huán)丁砜，是芳烴萃取用的選擇性溶劑。環(huán)丁砜和二異丙醇胺的混合物可用脫二氧化碳氣體用。
（4）丁二烯的線型調(diào)聚反應在工業(yè)上很有用處。線型二聚后得到八碳直鏈烯烴，再經(jīng)醛化、加氫即得壬醇，在合成香料、表面活性劑、潤滑油添加劑方面都有
重要用途。用鈷絡合物作催化劑，其二聚、三聚、四聚體，都是合成高級醇和大環(huán)麝香的原料。