El pentaeritritol se utiliza principalmente en la industria de recubrimientos para fabricar recubrimientos de resina alquídica, que mejoran la dureza, el brillo y la durabilidad de la película. También se utiliza como materia prima para resinas de colofonia, necesarias para pinturas, barnices y tintas de impresión, y se puede utilizar para fabricar aceites secantes, pinturas de combustión lenta y lubricantes de aviación. Además, se utiliza en la producción de medicamentos y pesticidas. La molécula de pentaeritritol contiene cuatro grupos hidroximetilo equivalentes y presenta un alto grado de simetría, por lo que se utiliza a menudo como materia prima para la preparación de compuestos multifuncionales. Puede nitrarse para producir tetranitrato de pentaeritritol, un potente explosivo; la esterificación puede producir triacrilato de pentaeritritol, que se utiliza como recubrimiento. También puede emplearse como retardante de llama para adhesivos y combinarse con polifosfato de amonio para obtener un retardante de llama intumescente. También se utiliza como agente de reticulación del poliuretano para proporcionar cadenas ramificadas en el poliuretano.