A proposta do presente trabalho é caracterizar, através de modelos de mistura isotópica (13C e 15N), a dieta de predadores de topo pelágicos do Oceano Atlântico Sudoeste. Para isso, amostras de tecido muscular foram coletadas dos seguintes peixes: Xiphias gladius, Thunnus obesus, Thunnus alalunga, Thunnus albacares, Prionace glauca, Alopias superciliosus e Isurus oxyrinchus. Os resultados indicam que a dieta de X. gladius é composta primariamente de cefalópodes (lulas Ommastrephidae). Um padrão similar é apresentado por T. alalunga, cuja dieta é também composta principalmente por lulas Ommastrephidae. T. albacares e T. obesus apresentam padrões similares de composição da dieta, ambas as espécies alimentam-se primariamente de pequenos peixes pelágicos. A. superciliosus compõe sua dieta principalmente de espécies de Scombridae (T. albacares e T. alalunga), diferentemente de P. glauca, cuja dieta é composta primariamente de peixes pelágicos de menor porte. O uso, de forma conjunta, das informações extraídas tanto do conteúdo estomacal dos predadores, quanto das análises isotópicas de seus tecidos, apresenta-se como um importante passo em direção ao completo entendimento da rede trófica pelágica do Oceano Atlântico Sudoeste.