O Brasil possui um grande potencial pesqueiro, com enorme diversidade de espécies, dentre as quais destaca-se o pirarucu, que apesar da elevada importância nutricional é um alimento perecível. Por outro lado, a aplicação de processos combinados tem despontado como uma alternativa econômica e segura para a conservação desse tipo de produto. Nesse contexto, o objetivo da pesquisa foi estudar o processo de desidratação osmótica (OD) do filé de pirarucu, em solução binária (NaCl-água), com aplicação de pulso de vácuo, e a secagem convectiva complementar do produto. A composição centesimal do filé foi determinada e pedaços do peixe no formato de placa plana (6 cm x 2 cm x 1 cm) foram submetidos à OD, segundo um delineamento composto central rotacional (DCCR). Foram avaliados os efeitos das variáveis de processo: temperatura (10-40°C), concentração da solução osmótica (10-25% NaCl), pressão de pulso de vácuo (7-101 kPa) e tempo de pulso (10-90 min), sobre as respostas: perda de água (PA), ganho de sólidos (GS) e atividade de água (aw). O pirarucu osmoticamente desidratado foi seco a 40, 50, 60 e 70°C, em secador de leito fixo, com velocidade do ar de 1,5 m/s. O filé de pirarucu apresentou 78,15±0,35% de umidade e proteína como o constituinte majoritário (17,81±0,01%). A concentração da solução osmótica foi o fator que apresentou maior efeito sobre todas as respostas. Através da metodologia de superfície de resposta e da função desejabilidade foram definidas como condições operacionais ótimas para o processo de OD do filé de pirarucu: 35°C, solução osmótica com 25% NaCl e pressão atmosférica, condição na qual foram observados 14,87±1,46% de PA, 8,56±0,45% de GS e aw de 0,87±0,02. O aumento das taxas de perda de água foi mais representativo nos menores níveis de temperatura de secagem (40-50°C), e foram obtidos produtos com 30,51 a 42,42% de umidade.