Маркер выбора при раке молочной железы. Значительно  повышен при распространенном опухолевом процессе, при ограниченном раке без метастазов повышение только в 20% случаев. СА-15-3 главным образом используют для мониторинга течения заболевания и эффективности лечения рака молочной железы. При прочих опухолях (карцинома яичников, шейки матки и эндометрия) повышение уровня маркёра наблюдается только на поздних стадиях развития. Определение концентрации СА-15-3 используют для мониторинга лечения и диагностики рецидивов рака молочной железы и лёгких.