La aplicación industrial más extendida de los láseres excimer KrF ha sido en la fotolitografía ultravioleta profunda para la fabricación de dispositivos microelectrónicos (es decir, circuitos integrados de semiconductores o «chips»). Desde principios de la década de 1960 hasta mediados de la década de 1980, las lámparas Hg-Xe se habían utilizado para litografía en longitudes de onda de 436, 405 y 365 nm. Sin embargo, con la necesidad de la industria de semiconductores de una resolución más fina (para chips más densos y más rápidos) y un mayor rendimiento de producción (para costos más bajos), las herramientas de litografía basadas en lámparas ya no podían cumplir con los requisitos de la industria. Este desafío se superó cuando en un desarrollo pionero en 1982, K. Jain demostró en IBM la litografía láser excimer UV profundo. Con los avances fenomenales realizados en equipos y tecnología en las últimas dos décadas, los dispositivos electrónicos semiconductores modernos fabricados con litografía láser excimer suman ahora más de 4 400 mil millones en producción anual. Como resultado, la opinión de la industria de semiconductores es que la litografía láser excimer (con láseres KrF y ArF) ha sido un factor crucial en el poder predictivo de la ley de Moore. Desde una perspectiva científica y tecnológica aún más amplia: desde la invención del láser en 1960, el desarrollo de la litografía láser excimer se ha destacado como uno de los principales hitos en los 50 años de historia del láser.
El láser KrF ha sido de utilidad en la comunidad de investigación de energía de fusión nuclear en experimentos de confinamiento inercial. Este láser tiene uniformidad de haz alto, longitud de onda corta y la característica de un tamaño de punto ajustable.
En 1985, el Laboratorio Nacional de Los Álamos completó una prueba de disparo de un láser KrF experimental con un nivel de energía de 1,0 × 104 julios. La Rama de Plasma Láser del Laboratorio de Investigación Naval completó un láser KrF llamado láser Nike que puede producir aproximadamente 4,5 × 103 julios de energía UV en un pulso de 4 nanosegundos. Kent A. Gerber fue la fuerza impulsora detrás de este proyecto. Este último láser se está utilizando en experimentos de confinamiento láser.
Este láser también se ha utilizado para producir emisiones de rayos X suaves de un plasma, a través de la irradiación por breves pulsos de esta luz láser. Otras aplicaciones importantes incluyen la manipulación de diversos materiales, como plástico, vidrio, cristal, materiales compuestos y tejidos vivos. La luz de este láser UV es absorbida fuertemente por lípidos, ácidos nucleicos y proteínas, por lo que es útil para aplicaciones en terapia médica y cirugía.
