As cadeias de suprimento (CS) estão sendo cada vez mais pressionadas a implementar iniciativas para tornar o seu desempenho mais sustentável. Como exemplo, pode-se citar os desafios impostos pela transição energética para o setor de óleo e gás e suas CS. Orientar a CS em direção a sustentabilidade requer um esforço coordenado, integrado e colaborativo entre os múltiplos parceiros. Um fator crucial para evoluir a trajetória de sustentabilidade das CS é a aprendizagem que ocorre durante a implementação das iniciativas de sustentabilidade colaborativas. Entretanto, não há evidências suficientes na literatura sobre como e em que níveis o processo de aprendizagem ocorre, assim como, sobre suas características e forma de interação entre os parceiros. O objetivo da tese é aprofundar o entendimento sobre as características da dinâmica de aprendizagem e sua influência na trajetória de sustentabilidade nas CS. A tese utiliza os métodos de revisão sistemática da literatura e estudo de caso múltiplo. Como resultados principais, apresenta uma tipologia e framework teórico integrado sobre aprendizagem de sustentabilidade em CS e propõe uma abordagem baseada em processo para investigação empírica do fenômeno. A pesquisa foi conduzida em três grandes multinacionais internacionais e em suas CS atuantes no Brasil. Os resultados mostram que a trajetória de sustentabilidade da CS é cumulativa, recorrente e não-linear, resultante de sucessivas oportunidades de aprendizado emergentes das iniciativas de sustentabilidade colaborativas na CS. Valendo-se do raciocínio abdutivo, a tese fornece um primeiro passo na elaboração de teoria de sobre aprendizagem de sustentabilidade da CS e cunha o conceito de plasticidade da CS.