O tratamento biológico da água de produção de petróleo tem sido alvo de pesquisas. Entretanto a presença de substâncias recalcitrantes causa inibição no processo. Pesquisas indicam que a utilização de água de produção pré-ozonizada em reatores biológicos pode resultar em ganhos na eficiência de remoção de matéria orgânica. Esta pesquisa pretendeu avaliar os efeitos da ozonização na biodegradabilidade de uma água de produção de petróleo oriunda de uma planta de extração de petróleo e gás da bacia Sergipe/Alagoas. Procedeu-se a operação de um sistema de oxidação avançado com ozônio em batelada, com tempo de contato de 1 a 6 horas em dois valores de pH (5,5 e 7,0) aplicando-se as doses de 8,22 e 11,47 gO3.L-1. Os parâmetros avaliados foram: DQO, DBO5,20, COT, ABS254nm, cor aparente e verdadeira e série de sólidos. Observou-se que o tratamento elevou em até 300% a biodegradabilidade da água de produção. No entanto esta biodegradabilidade ainda é 66% abaixo do mínimo recomendado para tratamento biológico. Todas as remoções de cor ficaram acima de 90% e a aplicação da maior dosagem de ozônio levou a formação de um maior número de compostos intermediários.