El agua residual proveniente de una planta procesadora de productos cárnicos está constituida básicamente por materia orgánica y altos contenidos de nitrógeno y fósforo. Es por ello, que esta investigación tuvo como objetivo evaluar la eficiencia de un reactor biológico secuencial en la remoción de materia orgánica y nutrientes, tratando efluentes de una planta procesadora de productos cárnicos ubicada en el estado Zulia, Venezuela. El reactor fue operado con tres tiempos de ciclo operacional (7, 10 y 12 h), un tiempo de retención celular de 25 días y una secuencia anóxica-anaeróbica/aeróbica/anóxica (Ax-An/Ae/Ax). Los parámetros medidos al inicio, durante y al final de cada ciclo evaluado fueron: demanda química de oxígeno total, demanda bioquímica de oxígeno, nitrógeno total, nitrógeno amoniacal, nitritos, nitratos, pH, alcalinidad total, fósforo total, color y turbidez. Los tratamientos aplicados a dicho efluente en el reactor biológico secuencial (SBR) permitieron obtener remociones de materia orgánica y nutrientes superiores al 92,6 % para la DQOT, 44,7 % para el NT y 52,6 % para el PT, debido a la flexibilidad del reactor para adaptarse a distintas condiciones de operación. La mayor remoción de materia orgánica, nutrientes, color y turbidez se alcanzó con los tiempos de ciclo operacional (TCO) de 10 y 12 h, generando un efluente que cumplió con lo establecido en la normativa venezolana para descarga en cuerpos de agua.