Żelazomolibden wykorzystywany jest głównie do produkcji żelazostopów o różnej zawartości i zakresach molibdenu. Nadaje się do stosowania w obrabiarkach i sprzęcie, sprzęcie wojskowym, rurociągach naftowych w rafineriach ropy naftowej, elementach nośnych i wiertarkach obrotowych. Żelazo molibdenowe jest również wykorzystywane w przemyśle samochodowym, kolejowym, morskim i innym transporcie.
Ponadto żelazomolibden wykorzystuje się do produkcji stali nierdzewnej i materiałów żaroodpornych do paliw syntetycznych i zakładów chemicznych, wymienników ciepła, generatorów, urządzeń do rafinacji ropy naftowej, pomp, rur turbin, śmigieł statków, tworzyw sztucznych i stalowych zbiorników magazynujących kwas. Ze względu na wysoką zawartość molibdenu stal narzędziowa wykorzystywana jest do produkcji elementów szybkoobrotowych, narzędzi do obróbki na zimno, wierteł, śrubokrętów, form, dłut, ciężkich odlewów, walcarek kulowych i walcarek, rolek, korpusów cylindrów, pierścieni tłokowych i dużych wierteł.