2-吡咯烷酮是重要的化工原料，在医药、纺织、染料、涂料、化妆品等行业中应用广泛，如制造脑复康、尼龙4、聚乙烯基吡咯烷酮、人造血浆等。还可用于有机合成（如1-乙烯基-2-吡咯烷酮等），用作溶剂等。
2-吡咯烷酮作为一种合成水溶性高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用，但其具特色，因而受到人们重视的是其优异的溶解性能及生理相容性。在合成高分子中像2-吡咯烷酮这样既溶于水，又溶于大部分有机i溶剂、毒性很低、生理相溶性好的并不多见，特别是在医药、食品、化妆品这些与人们健康密切相关的领域中，随着其原料丁内酯价格的降低，必将展示其发展的良好前景。
2-吡咯烷酮操作处置与储存1、贮存方法 储存在干爽的惰性气体下，保持容器密封，储存在阴凉，干燥的地方。 2、操作注意事项 避免曝露：使用前需要获得专门的指导，避免接触皮肤和眼睛，避免吸入蒸气和烟雾，切勿靠近火源，严禁烟火，采取措施防止静电积聚。 3、储存注意事项 贮存在阴凉处。使容器保持密闭，储存在干燥通风处。打开的容器必须仔细重新封口并保持竖放位置以防止泄漏。充气保存，对湿度敏感。