Propôs-se, neste trabalho, avaliar o risco potencial da vinhaça em proporcionar a salinidade e sodicidade das águas subterrâneas em área de várzea cultivada com cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido em uma Usina da Mata Sul de Pernambuco durante o período de dezembro de 2010 a setembro de 2011. O dispositivo experimental adotado foi composto de uma malha georreferenciada de 81 poços de monitoramento distribuídos ao longo de uma área de 7,5 ha constituindo três subáreas com 2,5 ha, todas cultivadas com cana-de-açúcar. Na área foram aplicadas doses equivalentes a 50, 60 e 65 m³ ha-1 de vinhaça de mosto de melaço. Para a avaliação da qualidade da água subterrânea foram realizadas seis amostragens e analisados os parâmetros CE, pH, Na+, Ca2+, Mg2+ e RAS. A aplicação de doses de vinhaça até 65 m³ ha-1, em áreas de várzea, para os parâmetros analisados, não proporcionou riscos de salinização das águas subterrâneas nem, tampouco, a CE e a RAS para a salinidade e sodicidade no período avaliado. O monitoramento dos parâmetros químicos do lençol freático mostrou, ao longo do tempo, redução de suas concentrações em função da precipitação pluviométrica ocorrida no período estudado.