有機合成中，四乙酸鉛可作強氧化劑、提供乙酰氧基的來源以及制備有機鉛化合物。一些應用如：
芐基位、烯丙位及醚α位C-H鍵的乙酰氧基化。與二惡烷反應，經由2-乙酰氧基-1,4-二惡烷中間體得到二惡烯； 與α-蒎烯反應得到馬鞭烯酮。
氧化腙為重氮化合物。與六氟丙酮腙反應得到雙(三氟甲基)疊氮甲烷。
生成吖丙啶環。N-氨基鄰苯二甲酰亞胺與二苯乙烯在四乙酸鉛存在下反應可得到吖丙啶的衍生物。
替代臭氧化反應，使1,2-二醇氧化斷裂為醛或酮。如酒石酸二丁酯反應得到乙醛酸丁酯。
與烯烴反應生成γ-內酯。
氧化醇時，發生δ-質子轉移生成環醚。
與臭氧連用，使特定的烯丙基醇氧化斷裂生成酮。
轉化苯乙酮為苯乙酸衍生物。