A pitanga vermelha (Eugenia uniflora L.) é uma fruta nativa do Brasil, bem adaptada às condições climáticas das regiões Nordeste e Sul. As cascas, peles, sementes e partes remanescentes do processo de despolpamento são considerados resíduos, os quais podem conter considerável quantidade de compostos bioativos. Diante do exposto, o presente trabalho objetivou analisar o teor de compostos fenólicos totais (CFT) pelo método Folin-Ciocalteau, teor de carotenoides totais através de método espectrofotométrico, bem como a atividade antioxidante pelo método do sequestro do radical DPPH a partir de extratos aquosos do resíduo de pitanga vermelha liofilizada. Para tanto, foi realizada a separação do resíduo da fruta através de despolpadeira (Compacta, ITAMETAL, Brasil), o qual foi submetido à secagem em liofilizador (L101, BIOSAN, Brasil). Durante o processo de desidratação, foram utilizadas temperatura -40°C, pressão a vácuo (abaixo de 500 μHg) e velocidade 1 mm/h. Os extratos foram obtidos pela homogeneização de 0,5 g da amostra para 50 mL de água durante 1 h em agitador magnético à temperatura ambiente, com posterior filtração a vácuo. Os resultados apresentaram teor de CFT expressivo (1523,28 ± 12,44 mg GAE/100 g amostra), boa capacidade antioxidante (31,13 ± 0,46 μmol Trolox eq./g amostra) e elevado teor de carotenoides (169,48 ± 2,10 μg/g amostra). Portanto, conclui-se que o resíduo liofilizado da pitanga vermelha contém significante valor bioativo e possui potencial para ser utilizado como ingrediente alimentício em sistemas alimentares. A investigação e utilização do resíduo frutícola constitui alternativa racional para o aproveitamento integral das frutas brasileiras.