O desenvolvimento da região das Baixadas Litorâneas do Rio de Janeiro, e consequentemente de seu potencial turístico, dependem de uma rede de tratamento de esgotos ampla e eficaz. O presente estudo objetivou a avaliação dos parâmetros físico-químicos e das eficiências de remoção da Demanda Bioquímica de Oxigênio e dos Sólidos Suspensos Totais de sete estações de tratamento em operação na região. Os parâmetros monitorados no estudo foram determinados pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (SMEWW). Dentre as estações analisadas, a estação de tratamento de esgoto de Armação dos Búzios foi a que apresentou melhor desempenho, pois atingiu as metas de acordo com a legislação em cinco dos oito parâmetros analisados. As estações de tratamento de esgotos de menor desempenho foram Praia do Siqueira e São Pedro da Aldeia, pois ficaram em conformidade com a legislação em somente três dos oito parâmetros estudados. Espera-se que esses resultados sirvam de base para adoção de melhorias contínuas nos processos de tratamento de esgotos nas estações analisadas.