As configurações em redes são cada vez mais importantes para a performance e a conduta das empresas na maioria das indústrias. Entretanto, as suas implicações estratégicas sob a ótica da responsabilidade social e ambiental têm sido não somente pouco investigadas no âmbito acadêmico, como também pouco consideradas no planejamento estratégico das empresas. Neste contexto, a presente pesquisa pretende contribuir ao investigar o impacto das alianças e redes de relacionamento na gestão estratégica da Petrobras, considerando a dimensão sócio-ambiental. O estudo teve como foco a Petrobras, maior empresa de energia do Brasil, devido ao desafio de sustentar sua vantagem competitiva através de uma postura socialmente responsável. De acordo com a metodologia de estudo de caso de Yin, foi adotada a estratégia de triangulação dos métodos. Assim, dados foram coletados por meio de investigação documental/telematizada, formulário estruturado e entrevistas. A interpretação e análise dos dados foram realizadas com base no referencial teórico pertinente a área de estudo e auxílio do modelo genérico integrativo de Macedo-Soares. Os resultados evidenciam que a análise na ótica relacional, que leva em conta as implicações estratégicas das redes nas quais a empresa atua, agrega valor à análise tradicional, contribuindo com novos insights para a tomada de decisão estratégica da Petrobras, considerando a sua orientação sócio-ambiental.