A síndrome dos ovários policísticos (SOP) é uma das disfunções endócrinas mais comuns entre mulheres em idade reprodutiva. Por se tratar de uma doença de etiologia indefinida e fisiopatologia complexa, a busca por novas abordagens para o manejo dos sintomas da SOP a partir de métodos não farmacológicos vêm ganhando destaque. A deficiência de vitamina D está associada à severidade dos sintomas da doença, portanto, há hipóteses sobre o potencial benefício da vitamina no manejo da SOP. Além disso, a vitamina D atua em diversos tecidos, incluindo as células beta-pancreáticas secretoras de insulina. A presente pesquisa teve como objetivo identificar e explicar as principais melhorias de parâmetros bioquímicos que avaliam a resistência à insulina (RI) com a suplementação de vitamina D em mulheres com SOP. Foi realizada uma revisão integrativa da literatura, com fontes dos últimos 10 anos que utilizaram a suplementação dessa vitamina como estratégia de intervenção. Nos 10 artigos compreendidos, verificou-se que a eficácia da suplementação de vitamina D permanece ainda hipotética na resposta insulínica de mulheres diagnosticadas com a doença, mas trata-se de uma intervenção promissora. Foi possível identificar parâmetros metabólicos e fisiológicos que justificam a relação da vitamina com o metabolismo da doença, contudo, até o presente momento, ainda faltam evidências concretas de que a suplementação tenha efetividade contra os sintomas. Ainda que manter níveis adequados de vitamina D seja essencial para todos os seres humanos, faz-se necessário mais estudos para determinar a atuação da vitamina D na melhora dos parâmetros clínicos da SOP.