این ترکیب همراه با مواد دیگر، به عنوان کاتالیزور برای تصفیه آبی نفت خام استفاده می شود. دی سولفید تنگستن لاملار به عنوان روان کننده خشک برای اتصال دهنده ها، یاطاقان ها و قالب ها و همچنین به طور قابل توجهی در صنایع هوافضا و نظامی مورد استفاده قرار می گیرد.
نانو ساختار این ماده به طور فعال برای کاربردهای بالقوه مانند ذخیره هیدروژن و لیتیوم مورد مطالعه قرار می گیرد، این ماده همچنین هیدروژناسیون دی اکسید کربن را کاتالیز می کند:
CO2 + H2 → CO + H2O
دی سولفید تنگستن اولین ماده ای است که در سال 1992 برای تشکیل نانولوله های معدنی مورد استفاده قرار گرفته است. این توانایی مربوط به ساختار لایه ای این ماده می باشد. نانولوله های حاصل به عنوان عوامل تقویت کننده برای بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های پلیمری بررسی شده اند.
در یک مطالعه، نانولوله های حاصل از این ماده و به کار برده شده در نانوکامپوزیت های پلیمری تخریب پذیر زیست پلیمری پلی پروپیلن فومارات (PPF) افزایش قابل توجهی در مقاومت عملکرد فشاری، مدول خمشی و مقاومت عملکرد خمشی در مقایسه با نانولوله های نانوکامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های کربنی تک و چند جداره نشان داده اند.
افزودن نانولوله های WS2 به رزین اپوکسی باعث بهبود چسبندگی، مقاومت در برابر شکست و سرعت آزادسازی انرژی کرنش می شود. سایش اپوکسی تقویت شده با لوله های نانو کمتر از اپوکسی خالص است.نانولوله های تنگستن دی سولفید توخالی هستند و می توانند با ماده دیگری پر شوند، آن را حفظ کرده یا به مکان دلخواه هدایت کنند یا خصوصیات جدیدی را در ماده پرکننده که در یک قطر در مقیاس نانومتر محدود است، تولید کنند.
دی سولفید تنگستن می تواند به صورت لایه های نازک اتمی نیز وجود داشته باشد، چنین موادی نور لومینسانس دمای اتاق را در حد یک لایه نشان می دهند.شرکت تولید کننده نیمه هادی تایوان (TSMC) در حال استفاده از این ترکیب شیمیایی به عنوان یک ماده کانالی در ترانزیستورهای اثر میدانی می باشد.
بر اساس گزارشات استنشاق دی سولفید تنگستن می تواند منجر به تحریک بینی و گلو یا آسیب گذرا یا دائمی به ریه شود. تنگستن دی سولفید ممکن است به دلیل ساینده بودن پودر باعث تحریک پوست و چشم گردد.