Le monomère peut subir une réaction de Diels-Alder avec les diènes. La condensation avec l'aniline et ses dérivés produit des dérivés de l'azobenzène (réaction de Mills). Sa réduction produit de l'aniline.
Plus spécifiquement, le nitrosobenzène se condense avec des groupes méthylènes « activés », comme par exemple des esters maloniques, le cyanure de benzyle, etc.
Par exemple, la condensation du condensation nitrosobenzène avec le cyanure de benzyle (PhCH2CN) donne une imine PhC(CN)=NPh (réaction d'Ehrlich-Sachs) :
Ph-CH2-CN + Ph-NO => Ph-CH(CN)-N(OH)-Ph (adduit d'oxyamination) => PhC(CN)=N(OH)Ph
Parfois, la condensation avec des composé méthylénés « activés » peuvent donner des produit d'une O-nitroso-aldolisation :
R-CH2-CHO + Ph-NO => R-CH(CHO)-O-NHPh (adduit d'oxyamination)