亚磷酸二甲酯在农药上可直接用于合成有机磷杀虫剂敌百虫、除草剂草甘膦等，也可用于合成其他含磷中间体，如O，O-二甲基磷酰氯、O，O-二甲基硫(醇)代磷酸铵等。此外，它也是一种重要的有机合成原料，用于有机磷酸型缓蚀剂、塑料助剂、染料添加剂以及纺织品阻燃剂的生产。