RESUMO As atividades humanas afetam a disponibilidade e a qualidade da água em muitos ecossistemas aquáticos. A Barragem Santa Bárbara é um importante manancial de abastecimento público do município de Pelotas, Rio Grande do Sul, Brasil, que vem sofrendo um processo de eutrofização acelerado, tornando importante o uso de monitoramentos ambientais como ferramenta de controle desses mananciais. O objetivo deste estudo foi avaliar a comunidade de macroinvertebrados bentônicos presentes nas raízes de macrófitas aquáticas flutuantes e suas relações com a qualidade da água na bacia de acumulação da Barragem Santa Bárbara. Em 2018, foram realizadas quatro amostragens em dois ambientes desse ecossistema. As análises físico-químicas foram realizadas para correlacionar com as análises biológicas. Os macroinvertebrados bentônicos retirados das raízes das macrófitas aquáticas flutuantes foram triados e identificados ao menor nível taxonômico possível. Para análise de dados, foram utilizadas análises de regressão múltipla, análise de variância (ANOVA) e Análise de Componentes Principais. Os macroinvertebrados bentônicos foram analisados também quanto à ocorrência de frequência, riqueza e abundância, e ao índice de diversidade de Shannon-Wiener. Foi possível registrar 13.154 espécimes de macroinvertebrados bentônicos associados a 100 g de peso seco de macrófitas aquáticas flutuantes, divididos em 35 táxons e distribuídos em nove ordens e 27 famílias. Os grupos mais abundantes foram Amphipoda, Chironomidae e Oligochaeta. O índice de diversidade apresentou média de H’ = 1,67, classificando o ecossistema aquático como moderadamente poluído. As ferramentas utilizadas neste estudo são úteis para ações de gerenciamento e preservação de mananciais, principalmente os utilizados para abastecimento público.