O fosfato de trioctila é um excelente retardante de chama e plastificante resistente ao frio. É utilizado em resinas vinílicas, resinas celulósicas, resinas fenólicas, poliuretanos, borrachas sintéticas, solventes, antiespumantes, etc. Seu desempenho em baixas temperaturas é superior ao dos ésteres de adipato, apresentando resistência ao mofo e propriedades retardantes de chama. A mistura com DOP permite a produção de produtos autoextinguíveis, podendo também ser utilizado em compostos para cabos de PVC, revestimentos, etc. Além disso, pode ser usado como solvente na produção de peróxido de hidrogênio e como intermediário em pesticidas.