I en syre-base titrering bruges phenolphtalein til at signalere slutpunktet for titreringen, som er det punkt, hvor syren og basen har neutraliseret hinanden fuldstændigt. Ved endepunktet vil opløsningens pH være lig med ækvivalenspunktet, som er den pH, hvor mol syre og base er lige store.
Når phenolphtalein tilsættes til en opløsning, der indeholder syre, forbliver den farveløs. Når basen langsomt tilsættes, vil opløsningens pH stige. Når pH når 8,3, vil phenolphtaleinet skifte farve til pink. Dette indikerer, at slutpunktet for titreringen er nået, og at syren og basen er blevet fuldstændig neutraliseret.
Phenolphtalein er en alsidig indikator, der kan bruges i en række forskellige syre-base titreringer. Den er især anvendelig til titreringer, der involverer stærke syrer og stærke baser, da farveændringen er skarp og let at se.