Bitterheten i föreningen styr de flesta tillämpningar av denatonium. Denatoniumbenzoat används för att denaturera etanol så att den inte behandlas som en alkoholhaltig dryck med avseende på beskattning och försäljningsrestriktioner. Särskilt en beteckning, SD-40B, anger att etanol har denaturerats med hjälp av denatoniumbenzoat.

Denatonium ingår vanligen i placebomediciner som används i kliniska prövningar för att efterlikna den bittra smaken av vissa mediciner.

Denatonium avskräcker också från att konsumera skadliga alkoholer som metanol, och tillsatser som etylenglykol. Denatonium används i gnidningsalkohol som en inaktiv ingrediens. Det tillsätts också i många typer av skadliga vätskor, inklusive lösningsmedel (t.ex. nagellacksborttagningsmedel), färger, lack, toalettartiklar och andra produkter för personlig vård, speciella nagellack för att förhindra nagelbitning och olika andra hushållsprodukter. Det tillsätts också i mindre farliga aerosolprodukter (t.ex. gasdammare) för att motverka inandningsmissbruk av de flyktiga ångorna.

År 1995 krävde den amerikanska delstaten Oregon att denatoniumbenzoat skulle tillsättas i produkter som innehåller sötsmakande etylenglykol och metanol, t.ex. frostskyddsmedel och vindrutetvättvätska, för att förhindra förgiftningar av barn och djur. I december 2012 gick de amerikanska tillverkarna frivilligt med på att tillsätta denatoniumbenzoat i frostskyddsmedel som säljs i hela landet.

Djur är kända för att ha olika känslighet för effekterna av denatonium. Det används i vissa djuravskräckningsmedel (särskilt för stora däggdjur som hjortar). Det har använts för att skydda råttgift från mänsklig konsumtion, eftersom människor kan upptäcka denatonium i mycket lägre koncentrationer än gnagare.

Den repulsiva smaken av denatonium kan användas som avskräckande medel på produkter som inte är avsedda för konsumtion och/eller är skadliga vid konsumtion. Känt är att spelkorten till Nintendo Switch är belagda med denatoniumbenzoat för att hindra små barn från att konsumera dem.