La L-arginina se utiliza para afecciones del corazón y vasos sanguíneos incluyendo la insuficiencia cardiaca congestiva (CHF), el dolor de pecho, la presión arterial alta y las enfermedades de las arterias coronarias. La L-arginina también se usa para el dolor recurrente en las piernas debido a arterias que están bloqueadas (claudicación intermitente), para el tratamiento de la disminución de la capacidad mental en los ancianos (demencia senil), para la disfunción eréctil (DE) y la infertilidad masculina.
Algunas personas usan la L-arginina para la prevención del resfrío común, para mejorar el funcionamiento de los riñones después de un trasplante de riñón, para la presión arterial alta durante el embarazo (preeclampsia), para mejorar el rendimiento atlético, para aumentar el sistema inmunológico y para prevenir la inflamación del tracto digestivo en los infantes prematuros.
La L-arginina se utiliza en combinación con un gran número de medicamentos que se venden con o sin receta médica y que se utilizan para distintas afecciones. Por ejemplo, la L-arginina se usa junto con ibuprofeno para los dolores de cabeza de migraña; junto con los fármacos convencionales que se usan en los tratamientos de quimioterapia para el cáncer de mamas; junto con otros aminoácidos para el tratamiento de la pérdida de peso en los pacientes con SIDA; y junto con aceite de pescado y otros suplementos para disminuir las infecciones, mejorar la cicatrización de las heridas y acortar el tiempo necesario para la recuperación después de una cirugía.