Esta pesquisa foi motivada pela percepção de que embora a indústria de óleo e gás seja madura e intensiva em capital, observa-se um crescimento acelerado do estabelecimento de alianças com vistas à cooperação tecnológica. Sendo a expansão dos limites de atuação da indústria e a agregação de segurança e rentabilidade às operações os principais motivadores do estabelecimento destas alianças. Neste sentido, o objetivo do trabalho é contribuir aos estudos sobre a gestão das empresas e suas alianças focando nas suas implicações estratégicas globais. Para isso tem-se como estudo de caso uma das maiores empresas do setor – a Petrobras, tendo como foco exclusivo as alianças para cooperação tecnológica. Dada a relevância da pesquisa e desenvolvimento para a evolução do setor e a ausência de um estudo que delimite as implicações estratégicas deste tipo de alianças, a pesquisa visa suprir esta lacuna. Além disso, este estudo adaptou o arcabouço de analise estratégica relacional de Macedo-Soares (2011) para as alianças de cooperação tecnológica da Petrobras. Os resultados demonstram a relevância estratégica deste conjunto de alianças, no sentido de despertar oportunidades e mitigar ameaças no nível da indústria de óleo e gás.