Техническую олеиновую кислоту широко используют в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и легкой отраслях промышленности.
Соли олеиновой кислоты являются компонентами, используемыми в процессе производства моющих средств.
Сама кислота широко применяется в лакокрасочной промышленности как пластификатор, входя в состав лаков, флотореагентов. эмульгаторов и олиф. Эфиры, содержащиеся в олеиновой кислоте, используются при производстве целлюлозы.
Современная пищевая промышленность использует ароматизаторы, созданные на основе олеиновых кислот.
В медицине олеиновая кислота используется в качестве растворителя гормонов и витаминов, является компонентом гиполипидемических медикаментов.
В металлургии используется в качестве СОЖ при обработке резанием труднообрабатываемых высоколегированных (нержавеющих) сталей и сплавов.