Este trabalho aborda a logística reversa aplicada ao descomissionamento de plataformas FPSO (Floating Production Storage and Offloading), com foco na sustentabilidade e nos desafios associados a essa prática. A crescente preocupação ambiental e as rigorosas regulamentações do setor de petróleo e gás tornam esse tema fundamental para o desenvolvimento de soluções que minimizem impactos ambientais, promovam a reciclagem e reutilização de materiais, e garantam a segurança das operações. Foi realizado um estudo de caso descritivo e retrospectivo sobre o descomissionamento de uma plataforma FPSO, operada no Brasil. A pesquisa explorou as etapas principais do processo: planejamento, desconexão, transporte e destinação final dos materiais. A metodologia combinou revisão bibliográfica, análise documental e entrevistas com especialistas, garantindo uma visão abrangente e fundamentada. Os resultados destacam que cerca de 90% dos materiais da plataforma foram reciclados, evidenciando o potencial econômico e ambiental da logística reversa. Entre os desafios enfrentados, incluem-se: a escassez de embarcações especializadas no Brasil, o transporte transatlântico da unidade para um estaleiro sustentável na Dinamarca, e o manejo seguro de resíduos radioativos (NORM). Apesar das dificuldades, soluções inovadoras, como o corte dos tubos flexíveis e a triagem detalhada dos resíduos, garantiram o cumprimento de normas ambientais e o reaproveitamento de componentes valiosos. Este trabalho contribui para o debate sobre práticas mais sustentáveis no setor offshore, sugerindo que o descomissionamento de FPSOs seja encarado não apenas como um custo, mas como uma oportunidade para promover economia circular e inovação tecnológica. As conclusões oferecem diretrizes práticas para futuras operações, com potencial para fortalecer a sustentabilidade na indústria de petróleo e gás.