A espécie Vatairea guianensis Aubl, tem grande importância e aplicação na medicina tradicional no tratamento de doenças causadas por fungos dermatofíticos, sendo uma espécie promissora de moléculas bioativas, como antioxidantes, antifúngica dentre outras. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi realizar o estudo fitoquímico e testar a atividade citotóxica em linhagens tumorais. O fracionamento do extrato etanólico das folhas levaram ao isolamento e identificação estrutural de cinco metabólicos secundários pertencentes a classe das isoflavonas. Destacam-se dois: Vatairenona A (S1) e Vatairenona B (S2), que são novos produtos naturais. A elucidação estrutural foi realizada utilizando dados espectroscópicos de RMN 1D e 2D, e em comparação com os dados da literatura. A substância Lupiwighteona (S3) apresentou citotoxicidade seletiva nas linhas de mama (MCF-7) e melanoma (SK-MEL-19), com valores IC50 3,971 ± 0,153 e 4,677 ± 0,328 μM, sem causar hemólise em eritrócitos de camundongos, avaliada pelo método MTT in vitro. Os resultados são promissores, sendo o primeiro estudo do gênero Vatairea com atividade citotóxica de isoflavonas de produtos naturais.