在差不多所有能用到润滑脂的领域，无论其所使用的润滑脂使用何种增稠剂（包括膨润土系列，锂基系列，锂 12-羟甾系列，锂基复合系列，铝基复合系列以及聚脲系列），含二硫化钼的润滑脂几乎都能得到广泛的应用。即使是在钛基复合润滑脂中，尽管其本身已经具有很强的载荷能力，添加二硫化钼之后也可以显著提高其性能。

整体而言，润滑脂中的二硫化钼含量在1~2%之间。根据表面粗糙度，载荷以及速度的不同，所使用的二硫化钼也不同通。对于相对粗糙的金属表面，宜使用大颗粒的二硫化钼，因为大颗粒可以填充金属表面的凸凹，促使表面更加平滑。对于更加平滑的表面，一定含量的中细颗粒的二硫化钼则会提供更好的载荷能力。与此同时，由于酸值相对较高，过细的颗粒则会对金属表面形成潜在的腐蚀威胁。所以大体而言，中颗粒的二硫化钼（D50：3-6μm，对应申雨钼业Technical Fine等级）是润滑脂中被应用zui多的规格。

二硫化钼润滑脂的应用领域包括：车辆，制造，采矿，农业和军事/航空航天。

在车辆领域，福特汽车公司研制的一种含有二硫化钼和高密度聚乙烯的润滑脂（SpecM1C75B）从1961年起就被应用于转向拉杆，球形接头以及车轮轴承中。在前轮驱动的汽车以及部分用恒速万向节（CVJ）的后轮驱动的汽车中，二硫化钼润滑脂也被用于CVJ中。在CVJ以及其他许多应用领域，润滑脂是作为一个整体传送到接触面的，而不仅仅是润滑脂的油成分。

在制造，采矿和农业领域，含有二硫化钼的润滑脂被大多数设备制造商作为OEM润滑剂使用，同时也向售后市场（零件市场）供应。应用领域包含：中心立轴，球形接头，中心销钉以及球面主轴承。在这些领域，含有二硫化钼的润滑脂被用于加快新设备的磨合过程，同时对于在困难条件下运行的的机器，能够起到保护载荷面的作用。

含有高含量二硫化钼（50-70%）的脂状产品和其他固体润滑剂被称作“润滑膏”。这类产品在汽车发动机组装，新齿轮组啮合，以及螺纹连接件的防卡死润滑中被广泛应用。例如，一种二硫化钼含量为50%的硅油润滑膏在采用盘刹的车辆中被用作背板润滑剂。

含有二硫化钼的润滑脂在军事领域的应用基本与民用领域重叠。比如，Mil G-23549是一种含有5%的二硫化钼的通用型膨润土增稠润滑脂，这种润滑脂被用于润滑航空母舰的舰载机发射装置和军用车辆。Mil G-21164是一种含有5%的二硫化钼的锂基复合脂，其被用于对重载滑移面的润滑中。