Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito dos probióticos dietários (Bacillus cereus var. Toyoi e Bacillus subtilis C-3102) sobre a resposta hematológica, perfil bioquímico de glicose e cortisol, e prevalência ectoparasitária em tilápia-do-Nilo, variedade GIFT. Utilizou-se quatro dietas (D1 = basal sem adição de probióticos; D2 = basal + B. cereus; D3 = basal + B. subtilis; D4 = basal + B. subtilis e B. cereus) e cinco repetições. Foram utilizados 1000 juvenis de tilápia (60,56 ± 7,74 g), distribuídos aleatoriamente em 20 tanques de alvenaria com fundo de solo argiloso. Após 201 dias de cultivo os valores médios de hemoglobina dos peixes que receberam dietas com B. cereus foram superiores (P<0,05) aos arraçoados apenas com dieta basal. Não houve diferenças significativas nos valores de hematócrito, eritrócito, volume corpuscular médio, variação no tamanho das hemácias e concentração de hemoglobina corpuscular média de tilápias submetidas a dietas probióticas (P>0,05). O perfil bioquímico de glicose e cortisol, leucograma e prevalência parasitária dos peixes não foram influenciados (P>0,05) pela inclusão dos probióticos B. cereus e B. subtilis nas dietas. Independentemente das dietas contendo probióticos, há um local de preferência para os parasitas Monogenea (P<0,001) nas brânquias, enquanto a pele e nadadeiras foram os órgãos mais afetados por Trichodina spp. (P<0,001). A adição de probióticos Bacillus cereus e/ou Bacillus subtilis na dieta de tilápia-do-Nilo não foi capaz de beneficiar o perfil bioquímico de glicose e cortisol e perfil hematológico da série branca e vermelha dos peixes ao final do cultivo.