RESUMO O artigo apresenta e debate as análises de valor acrescentado, eficácia diferencial e equidade social realizadas através da aplicação de modelo multinível (UF, município, escola, aluno) aos dados longitudinais de estudantes que fizeram a Prova Brasil 2011, no 5 o ano, e a Prova Brasil 2015, no 9 o ano do ensino fundamental. Estimou-se a contribuição da escola brasileira em três dimensões: promoção da aprendizagem em Língua Portuguesa e Matemática, no período de 2011 a 2015 (valor acrescentado); influência diferenciada nas aprendizagens ocorridas durante o período em análise, tendo como referência o nível de conhecimento dos alunos à entrada, no 5º ano (eficácia diferencial); e influência diferenciada nas aprendizagens ocorridas durante esse período, tendo como referência o nível socioeconômico dos alunos (equidade social). Foram testadas ainda variáveis sociodemográficas do aluno, tais como sexo, cor/raça, situação face ao trabalho e se a mãe é ou não alfabetizada. O artigo apresenta resultados inovadores de eficácia educacional no Brasil, mostrando que, ao contrário do que consta na literatura internacional, a magnitude do indicador de valor acrescentado é similar à encontrada em estudos em países desenvolvidos. Os resultados confirmam o conhecimento acumulado sobre o desempenho escolar dos alunos por nível socioeconômico, sexo e cor/raça.