Objetivou-se avaliar a decomposição de frações de serrapilheira de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth) utilizando-se a técnica de sacos de náilon. Foram incubadas as seguintes frações de serrapilheira: folha senescente, folha no início da mineralização e ramos com até 20 mm de diâmetro. A incubação foi realizada nos períodos de 0, 4, 8, 16, 64, 100 e 256 dias nos anos de 2006 e 2007. As frações foram distribuídas em blocos ao acaso com cinco repetições. Foram avaliados os desaparecimentos de biomassa, nitrogênio (N) e fósforo (P), as concentrações de nitrogênio e fósforo e a relação carbono/ nitrogênio da serrapilheira ao longo dos períodos de incubação. De modo geral, o modelo exponencial negativo explicou o desaparecimento de biomassa, nitrogênio e fósforo, todavia, houve variação entre anos e, em alguns casos, apesar de significativos, os modelos apresentaram baixa correlação entre dados observados e preditos. A taxa de desaparecimento de biomassa foi lenta, uma vez que apenas 30% de biomassa de folhas foi mineralizada após 256 dias de incubação. A mineralização líquida de nitrogênio apresentou ampla variação entre anos e diferiu entre as frações estudadas. O teor de nitrogênio da serrapilheira incubada aumentou, em média, até os 32 dias (folhas) e até os 64 dias (ramos) de incubação, estabilizando-se em seguida. Foi usado o modelo platô linear para explicar esse processo. Com o passar dos períodos de incubação, a relação carbono/ nitrogênio diminuiu. Apesar de elevado teor de nitrogênio, a decomposição da serrapilheira de sabiá é lenta, o que pode reduzir as perdas de nutrientes no bosque, aumentando sua sustentabilidade e reduzindo os possíveis efeitos deletérios ao ambiente.