Den bitterhed, der kendetegner forbindelsen, er bestemmende for de fleste anvendelser af denatonium. Denatoniumbenzoat anvendes til at denaturere ethanol, så det ikke behandles som en alkoholholdig drik med hensyn til beskatning og salgsrestriktioner. Især en betegnelse, SD-40B, angiver, at ethanol er blevet denatureret ved hjælp af denatoniumbenzoat.

Denatonium indgår almindeligvis i placebomedicin, der anvendes i kliniske forsøg for at efterligne den bitre smag af visse lægemidler.

Denatonium modvirker også forbruget af skadelige alkoholer som methanol og tilsætningsstoffer som ethylenglycol. Denatonium anvendes i rubbing alcohol som en inaktiv ingrediens. Det tilsættes også til mange former for skadelige væsker, herunder opløsningsmidler (som f.eks. neglelakfjerner), maling, lak, toiletartikler og andre produkter til personlig pleje, speciel neglelak til forebyggelse af neglebidning og forskellige andre husholdningsprodukter. Det tilsættes også til mindre farlige aerosolprodukter (f.eks. gasstøvsugere) for at modvirke misbrug ved inhalation af de flygtige dampe.

I 1995 krævede den amerikanske stat Oregon, at denatoniumbenzoat skulle tilsættes produkter, der indeholder sødt smagende ethylenglycol og methanol, f.eks. frostvæske og forrudevaskervæske, for at forhindre forgiftninger af børn og dyr. I december 2012 indvilligede de amerikanske producenter frivilligt i at tilsætte denatoniumbenzoat til frostvæske, der sælges i hele landet.

Dyr er kendt for at have forskellige følsomheder over for virkningerne af denatonium. Det anvendes i nogle dyreafskrækningsmidler (især til store pattedyr som hjorte). Det er blevet brugt til at beskytte rottegifte mod menneskeføde, da mennesker er i stand til at opdage denatonium i meget lavere koncentrationer end gnavere.

Den frastødende smag af denatonium kan bruges som afskrækkende middel på produkter, der ikke er beregnet til konsum, og/eller som er skadelige ved konsum. Berømt er Nintendo Switch-spilkortene belagt med denatoniumbenzoat for at forhindre små børn i at indtage dem.