El Valle de Tehuacán-Cuicatlán (Puebla) es una zona de gran importancia florística por su amplia diversidad de especies vegetales. Dentro de esta riqueza se encuentra Dalea carthagenensis, que es utilizada por los habitantes del Valle como desinflamatorio y para tratar infecciones gastrointestinales. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad antimicrobiana diferencial de flores y tallos de D. carthagenensis a partir de extractos de distinta polaridad, y determinar su composición química general. Se obtuvieron los extractos hexánico, acetónico y metanólico de flores y tallos, mediante el método de maceración. Se evaluó la actividad antibacteriana y antifúngica por los métodos de difusión en agar, inhibición de crecimiento radial y dilución en agar. La composición química de la especie se determinó mediante pruebas cualitativas para fenoles, terpenos, alcaloides, taninos, glucósidos y saponinas. Los extractos hexánicos mostraron la mayor actividad antibacteriana y antifúngica. Staphylococcus aureus ATCC 29213 fue la cepa bacteriana más susceptible al extracto hexánico de flores (CMI = 0.125 mg/mL), así como al de tallo (CMI = 0.5 mg/mL). En la evaluación de la actividad antifúngica, Candida albicans ATCC 14065, C. albicans 17MR, C. albicans 18MR, C. albicans cc y C. tropicalis HA fueron las más susceptibles al extracto hexánico de flores (CMI = 0.125 mg/mL). De los hongos filamentosos, Trychophyton mentagrophytes fue la cepa más susceptible a los extractos hexánicos y acetónicos de flores y tallos, con porcentaje de inhibición del crecimiento radial mayor a 90 % en la concentración de 0.125 mg/mL. En los extractos se detectó la presencia de terpenos, fenoles, saponinas y taninos. Los resultados validan el uso medicinal de D. carthagenensis para el tratamiento de enfermedades de posible origen infeccioso.