Objetivou-se com esse estudo avaliar o efeito do incremento do nível de CO2 do ambiente no crescimento de plantas de picão-preto e feijoeiro em condição de competição. Para isso foi conduzido um experimento em DIC com quatro repetições. O efeito do picão-preto foi avaliado em esquema fatorial 3 x 4, sendo três concentrações de CO2 nas câmaras de crescimento (420; 840 e 1.680 µmol-1), e quatro arranjos: picão-preto cultivado isoladamente, picão-preto + Braquiária decumbens, picão-preto + milho e picão-preto + feijoeiro. Para as plantas de feijão o esquema fatorial foi de 3 x 3, sendo os três níveis de CO2 em câmara de crescimento citados e os diferentes arranjos: feijoeiro cultivado isoladamente, feijoeiro + picão-preto e feijoeiro + Braquiária decumbens. Maiores níveis de CO2 promovem o maior ganho em estatura e massa de matéria seca das raízes, caules e folhas da cultura e da planta daninha. O teor de clorofila total foi maior também nos maiores níveis de CO2 considerando as duas espécies avaliadas. O aumento da concentração de CO2 afetou a dinâmica de competição entre as espécies avaliadas. Na menor concentração de CO2 ambiente o feijoeiro mostrou-se mais competitivo com as plantas de picão-preto em relação às demais espécies avaliadas. Já nas concentrações de 840 e 1680 µmol mol-1 de CO2, tanto o milho quanto o feijoeiro afetaram o crescimento das plantas de picão-preto. Plantas de feijoeiro foram afetadas negativamente pela convivência com as plantas daninhas em todos os níveis de enriquecimento de CO2 analisados.