O sistema de medição de desempenho (SMD) é tido como uma ferramenta fundamental que colabora diretamente na avaliação e alcance dos objetivos estratégicos e excelência da gestão da cadeia de suprimentos. No cenário de constantes mudanças nos ambientes de negócios, muitas empresas vêm direcionando esforços no desenvolvimento de novos projetos, revisões e adequações dos seus SMD, assim como no uso eficiente dessa ferramenta de gestão. No entanto, muitas organizações se deparam com dificuldades inesperadas durante esta tarefa. Aprimorar o entendimento dos fatores que afetam o sucesso do SMD pode permitir que os profissionais estejam melhor preparados e mais responsivos durante a aplicação do SMD, obtendo estratégias mais eficazes e melhor direcionamento de recursos. Esta dissertação apresenta um estudo de caso múltiplo, a partir da análise de três iniciativas de medição de desempenho aplicadas à cadeia de suprimentos de petróleo e derivados de uma única empresa. É adotada uma abordagem do ciclo de vida completo – projeto, implementação e uso/revisão – na identificação dos fatores críticos que afetaram o sucesso desses SMD. Como resultado da pesquisa, uma lista de fatores críticos de sucesso e barreiras para a aplicação de um SMD foi obtida empiricamente e confrontada com achados anteriores da literatura. Desta lista, foi proposto um guia prático para avaliação dos SMD que se recomenda que seja utilizado pelas organizações a cada desenvolvimento ou revisão de um SMD, a fim de obter um melhor conhecimento dos desafios a serem superados em todo o ciclo de vida dos SMD das cadeias de suprimentos. O resultado do estudo de caso sugere que houve um aprendizado organizacional na maneira de lidar com os fatores críticos que afetam os SMD a cada iniciativa aplicada.