O aumento expressivo no consumo de combustíveis no Brasil trouxe grandes desafios para a cadeia de suprimento no país. Ao longo dos últimos cinco anos (2009-2013), o mercado brasileiro de gasolina e diesel cresceu 62,8 porcento e 32,0 porcento, respectivamente. Porém, os investimentos em produção e infraestrutura não acompanharam este crescimento, tornando estes desafios cada vez maiores. Na região Nordeste do país, que é suprida majoritariamente por cabotagem, a infraestrutura para movimentação dos derivados de petróleo está aquém daquela necessária, trazendo ineficiências à cadeia de suprimentos e aumentando significativamente os custos envolvidos nas operações. Para avaliação do suprimento desta região, foi proposto um modelo de programação matemática que considera todas as restrições que impactam diretamente o suprimento de gasolina e diesel, identificando inclusive aquelas restrições que são ocasionadas por outros agentes da cadeia, como por exemplo, insuficiência de tancagem dos clientes, restrição de calados dos portos e elevadas taxas de ocupação dos portos públicos, aumentando os custos de sobrestadia. Para complementar a análise, alternativas para direcionamento de investimento dos distribuidores de forma eficiente, minimizando os custos da cadeia de suprimento, foram avaliadas. O modelo também foi utilizado na discussão dos níveis de serviço praticados pela Petrobras no atendimento da demanda de gasolina e diesel nos polos da região. O trabalho teve uma abordagem da cadeia de suprimento voltada para o planejamento tático, se mostrando como uma ferramenta eficiente para suporte à tomada de decisões.