A crescente participação das Forças Armadas (FA) em cooperação com a Defesa Civil em situações de desastres naturais tem demonstrado a importância do aprofundamento e aprimoramento dos estudos da logística humanitária no campo militar. Sabendo que a excelência nos processos pode gerar economia dos recursos a serem mobilizados para alcançar as necessidades da população afetada, bem como a minimização do tempo de resposta, este estudo objetiva apresentar e analisar as atividades de resposta a desastres naturais desempenhadas pela Força Aérea Brasileira (FAB), sob a ótica da modelagem de processos. Para isso, realiza-se um estudo de caso pautado no mapeamento das atividades realizadas pela Aeronáutica com base nas legislações em vigor e com base na operação real de apoio às vítimas do desastre da região serrana fluminense em 2011, considerada uma das maiores tragédias climáticas ocorridas no Brasil. Simultaneamente, é conduzida uma comparação de adequação ao padrão em relação à literatura acadêmica. Os resultados deste trabalho apontam para processos realizados pela FAB que podem ser considerados na elaboração de uma doutrina específica relativa ao tema e ainda os processos não previstos nas legislações vigentes, os quais podem ser objeto de futuras pesquisas na FAB, além de sugerir a inclusão de processos não representados nos modelos de processos de resposta a desastre da literatura acadêmica. Com isso, almeja-se subsidiar futuras pesquisa no meio acadêmico sobre o tema, bem como contribuir para a elaboração de uma doutrina específica relativa a essas atividades, a fim de se obter uma maior eficácia e eficiência no apoio da FAB em missões humanitárias.