RESUMO -Pequi (Caryocar brasiliense Camb.) é um fruto originalmente brasileiro e é predominante no Cerrado. O seguinte trabalho visa otimizar a extração de compostos fenólicos totais (TPC) da polpa do pequi. Este estudo foi realizado de acordo com um planejamento composto central, com três réplicas no ponto central, para avaliar os efeitos das variáveis: concentração de polpa (16,67 -33,33 g 100 mL -1 ), temperatura (25 -80 ºC) e tempo (30 -60 min) utilizando água como solvente. Utilizou-se o método de Folin-Ciocalteau a 760 nm para quantificar os TPC, onde os resultados foram expressos em mg de equivalente ácido gálico (mg EAG 100 g -1 de amostra). Observou-se uma influência significativa da temperatura, bem como da concentração da polpa e também da interação entre as duas variáveis a 5% de significância. A variável tempo não foi significativa. Percebeu-se que aumentos na temperatura favorecem um crescimento nos valores de TPC, entretanto, aumentos na concentração da polpa resultaram em um decréscimo nos valores de TPC. De acordo com os resultados a melhor condição para a extração dos compostos fenólicos é com uma temperatura acima de 80ºC e concentração de polpa abaixo de 33,33 g L -1. O maior valor de compostos fenólicos (102,58 mg EAG 100 g -1 de polpa) foi para extrações a 80ºC (máxima temperatura), 16,67 g L -1 (menor concentração) e 30 min (ponto central).