В лекарственных целях используют траву и плоды. Растение обладает противовоспалительным и хорошим ранозаживляющим действием. Настои травы в небольших дозах применяют при заболевании желудка, сердца и крапивнице, а наружно в виде ванн и обмывания при кожных заболеваниях (диатез, экземы, туберкулез кожи).
Свежая размельченная надземная часть лекарственного растения заживляет раны. Водный отвар плодов растения ивана-да-марьи используют для уничтожения насекомых как инсектицид. Также трава марьянника дубравного применяется при эпилепсии.
Для изготовления препаратов применяется лечебная трава иван-да-марья (цветки, стебли, листья и плоды). Плоды растения собирают в июле - сентябре, надземную часть - в мае – сентябре. Траву сушат в тени, под навесом, хранят не более 10 месяцев отдельно от других растений.