Esta dissertação investigou como são caracterizados os processos de tomada de decisão sobre sustentabilidade em plantas de manufatura, por ocasião de iniciativas de melhoria de processo. Através de um estudo de casos múltiplos junto a uma empresa gráfica e uma automobilística, ela responde as seguintes perguntas de pesquisa: qual é a (i) amplitude, (ii) a profundidade, (iii) a inclusividade e (iv) a efetividade do processo de tomada de decisão? Os objetivos do estudo buscaram esclarecer os aspectos teóricos sobre o tema, comparar os padrões teóricos com as características dos processos de decisão observadas nas empresas e, então, apresentar discussões baseadas na observação empírica. Os métodos de pesquisa adotados foram o estudo de casos múltiplos e a revisão de literatura. A revisão de literatura compreendeu a revisão de escopo e a revisão sistemática de literatura. O estudo de caso buscou a aplicação do protocolo em plantas industriais de duas grandes empresas. Entrevistas semiestruturadas foram conduzidas junto a três funcionários de cada planta, permitindo a triangulação. Alguns dos resultados sugerem que processos de decisão próximos da racionalidade do Business Case são mais profundos e igualmente mais focados no processamento de informações, bem como estreitam a inclusividade para os stakeholders de maior impacto ao negócio. Ainda, parece que as perspectivas de sustentabilidade se ampliam quando se avança nas etapas do processo decisório, apresentando variações de amplitude e profundidade durante essa trajetória. A efetividade da decisão demonstra uma relação importante com a maneira de coletar e analisar informações e pode ser afetada por fatores sociais e organizacionais como o apoio da gestão, formação de uma equipe de decisão multidisciplinar e envolvimento dos colaboradores no projeto.