Em um contexto mercadológico de orientação para o mercado e não mais para o produto, torna-se fundamental que as empresas conheçam seus clientes, entreguem valor a eles e maximizem o valor dos clientes para a empresa. O valor do cliente está relacionado ao valor econômico do relacionamento do cliente com a empresa. Nesta relação, empresas podem obter informações em relação ao comportamento dos clientes e construir bases de dados valiosas que ajudem a compreender o perfil de cada um e mensurar o valor dos mesmos. A partir de uma base de dados de clientes de uma grande empresa de varejo no setor supermercadista, esse trabalho tem como objetivo propor um modelo de classificação de clientes de alto valor e analisar a resposta destes e dos demais clientes a uma ação de relacionamento de cross-selling, compreendendo o impacto desta ação no aumento de valor do cliente. O trabalho contribui com o entendimento do perfil de clientes com maior e menor propensão de resposta a uma ação de CRM e a consequente geração de valor à base de clientes, sendo útil a praticantes e acadêmicos. A partir de um modelo de dados secundários extraídos de bancos de dados de um supermercado brasileiro, aplicou-se modelos machine learning de classificação em uma base de mais de mil e quinhentos clientes para encontrar modelos que expliquem clientes de alto valor.