O objetivo deste estudo foi de comparar o custo da dieta do paleolítico (DP) com o da dieta tradicional apoiada em diretrizes (DAD) em pacientes obesos atendidos pelo sistema público brasileiro de saúde. Trata-se de um ensaio clínico randomizado com pacientes obesos que foram divididos em dois grupos segundo a prescrição dietética: DP e DAD, envolvendo, respectivamente, 82 e 73 pacientes. Eles foram acompanhados durante 30 e 60 dias, sendo realizados dois recordatórios de 24h (R24h) mensais. Foi realizada análise de custo-efetividade das dietas DP e DAD. O custo diário de cada R24h foi calculado com o auxílio da ferramenta PROCONOMIZAR, um aplicativo gratuito disponível na plataforma IOS. Como medida de eficiência ou desfecho foi utilizada a variável perda de peso dos pacientes, tendo sido calculada a razão do custo médio pela variação do peso dos pacientes. O cálculo do custo-efetividade foi realizado levando-se em conta a razão dos custos, considerando o desvio-padrão, pela eficiência. Não houve diferença entre os grupos quanto a características demográficas, socioeconômicas, estado nutricional e gasto habitual com a alimentação diária antes do início do tratamento. Em relação ao custo médio, a DP demonstrou ser mais econômica quando comparada à DAD. Além disso, a DP é mais eficiente, pois apresenta uma relação de custo-efetividade menor, tanto com 30 dias, quanto com 60 dias, além de uma maior perda de peso, quando comparada à DAD. A DP é uma opção viável para tratamento da obesidade, com custo semelhante à DAD.