A proposta deste trabalho é a analise da possibilidade, dos limites e das vantagens da adoção da arbitragem como meio alternativo de solução de controvérsias oriundas do Contrato de Concessão para Exploração, Desenvolvimento e Exploração de Petróleo e Gás Natural. Para tanto, primeiramente, analisaremos o instituo da arbitragem, através de um breve histórico, da analise dos aspectos mais relevantes da Lei número 9.307⁄96 e da sua natureza jurídica. Em seguida, estudaremos o objeto, natureza jurídica e cláusulas essenciais do contrato de concessão da atividade petrolífera. Por fim, abordaremos o tema em si, inicialmente sob a perspectiva da submissão da Administração Pública à arbitragem, analisando a questão a partir dos princípios constitucionais que regem a atuação do Estado, além do leading case julgado pelo STF, conhecido como Caso Lage. Além disso, analisaremos a cláusula compromissória inserida no âmbito do contrato de concessão celebrado entre o concessionário e a ANP e as vantagens decorrentes da adoção da arbitragem para a solução das controvérsias oriundas desse contrato, especialmente diante das características próprias da indústria petrolífera.