A localização do centro de distribuição pode gerar impactos na eficiência da distribuição da vacina contra a COVID-19. O coronavírus corresponde a uma grande família de vírus comuns em muitas espécies de animais, e sua infecção nos seres humanos pode acarretar uma síndrome respiratória aguda. O surgimento e disseminação desse vírus resultou em uma pandemia no primeiro trimestre de 2020, apresentando diversos desafios logísticos, como a garantia de distribuição de Equipamento de Proteção Individual, assim como o desenvolvimento e fornecimento de vacinas para a população. O presente estudo tem como objetivo propor um modelo matemático baseado em Pesquisa Operacional, a fim de oferecer uma distribuição eficaz da vacina contra a COVID-19 nas delimitações do município do Rio de Janeiro. Além disso, sugerir um novo ponto para a localização de um centro de distribuição dessas vacinas. Com o intuito de analisar a área de abrangência dos postos de vacinação em relação a demanda, utilizou-se o método do diagrama de Voronoi através do software QGIS, tendo como base de dados os endereços das Unidades Básicas de Saúde e a população de idosos residentes do município do Rio de Janeiro. Para validar o resultado gerado pelo software, foi aplicado o método de centro de gravidade a partir do suplemento Solver. As aplicações resultaram em um novo local para o centro de distribuição a ser utilizado pelo município. Desta forma, a metodologia mostrou-se adequada para os objetivos propostos e possibilitou análises de um novo possível cenário referente a localização para um centro de distribuição de vacinas.