A indústria farmacêutica enfrenta desafios constantes relacionadas à qualidade e segurança dos seus produtos, onde os desvios representam risco à saúde dos pacientes, além de perda de reputação e perda de mercado. Nesse contexto, a qualidade dos medicamentos é definida de acordo com a legislação vigente de cada país, cabendo às empresas do setor se adequarem, garantindo segurança, eficácia, estabilidade e apresentação dos medicamentos. Os desvios de qualidade estão associados a diversas alterações no medicamento, podendo ser: físicas, químicas, microbiológicas, farmacológicas e toxicológicas. Nesse sentido, as ferramentas da qualidade viabilizam a definição, medição e análise de um processo podendo ser aplicada para se chegar à origem de não conformidade, viabilizando o emprego de ações corretivas e preventivas, elevando a qualidade do produto. A metodologia Lean Six Sigma é conhecida por ser uma abordagem robusta para a melhoria contínua de processos, combinando técnicas de redução de desperdícios (Lean) com ferramentas de controle estatístico de qualidade (Six Sigma). O presente trabalho descreve a implementação de um projeto de melhoria contínua utilizando a metodologia Lean Six Sigma no aumento da performance no setor de desvio de qualidade empregando a ferramenta DMAIC, que se divide em fases, sendo Define, Measure, Analyse, Improve e Control para identificação e eliminação e/ou mitigação de atividades sem valor agregado para o processo. O resultado alcançado foi a diminuição no número de desvios em aberto, saindo de 116 desvios para 40 desvios, representando uma queda de 66%. Além disso, o lead time para o fechamento de um desvio que era em média de 54 dias passando a ser 19 dias, queda de 65%. Ao final, foi alcançado um processo mais eficiente e robusto de gerenciamento de desvios, evidenciado por resultados tangíveis, como diminuição do indicador de desvios em aberto, fortalecendo a cultura da melhoria contínua na organização.