Neste estudo foi avaliada a capacidade de adsorção do poluente orgânico tolueno em contato com a cepa Rhodococcus opacus. O tolueno foi selecionando por fazer parte do grupo de compostos BTEX (Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xileno), que possui elevada toxicidade, causando impacto ambiental em corpos hídricos, solo e ar, além de possuir características mutagênica e carcinogênica em humanos. A determinação e quantificação do tolueno na solução aquosa foram realizadas em um cromatógrafo a gás, acoplado ao espectrômetro de massas com amostrador automático headspace. A cepa Rhodococcus opacus foi caracterizada por análise de espectrometria no infravermelho e medição de potencial zeta, sendo a última realizada antes e após o contato com o tolueno. Os modelos de isotermas lineares de Langmuir, Freundlich e Temkin foram aplicados aos dados experimentais para descrever o processo de adsorção. Tendo o modelo de Langmuir se adaptado melhor ao processo em análise. As variáveis estudadas para otimizar as condições máximas de adsorção foram: tempo de contato, variação do pH, variação da biomassa. Este estudo mostrou que a cepa bacteriana R. opacus apresentou uma boa capacidade de biossorção, principalmente para concentrações baixas, onde removeu 95,99 porcento e 85,69 porcento das respectivas concentrações de 0,6 e 0,8 mg/L de tolueno, atendendo a resolução do CONAMA 357/2005 para águas salobras de Classe I.