A pesquisa foi conduzida com o objetivo de analisar a vida útil e o processo de deterioração do pacu (Piaractus mesopotanicus) armazenado sob refrigeração em temperatura inadequada (5°C). Amostras do pescado, imediatamente após a captura, foram armazenadas a 5°C e analisadas nos intervalos de 0-7-14 e 21 dias, com relação a características sensoriais e de natureza química (bases nitrogenadas voláteis - BNV, nitrogênio não protéico - NNP, aminoácidos livres totais, histidina livre e histamina) e microbiológicos (contagem padrão, produtores de histamina em ágar Niven, contagem de microrganismos gelatinase e H2S positivos, nas temperaturas de 35°C, 20° e 5°C). Os resultados obtidos confirmaram que, a exemplo de outros peixes fluviais de regiões tropicais, o pacu revelou-se bastante resistente ao armazenamento, somente evidenciando uma alteração marcante após 14 dias de estocagem. Assim mesmo, a rejeição do pescado foi baseada principalmente em características sensoriais (odor, aspecto, textura) uma vez que com relação aos índices químicos (BNV) e mesmo microbiológicos, não se caracterizava uma situação definitiva de deterioração e rejeição. Observou-se, também, que o processo de deterioração pareceu concentrar-se principalmente no muco superficial, sendo que as características químicas do tecido muscular não evidenciaram alterações marcantes, mesmo após 21 dias de armazenamento. A presença de histamina não foi positivada nas amostras e os níveis de histidina livre, embora relativamente elevadas, não sugerem maiores riscos desta espécie de peixe como eventual veículo de intoxicação por histamina. No entanto, bactérias his+ foram isoladas das amostras iniciais, entre elas cepas de Plesiomonas shigelloides e Vibrio fluvialis. A microbiota contaminante natural foi reduzida, predominando microrganismos mesófilos/psicrotrófilos, com baixas contagens iniciais a 5°C. Ao longo do armazenamento a 5°C esta microbiota mostrou uma lenta multiplicação, somente sendo alcançadas populações compatíveis com o processo de deterioração (> log7,0 UFC/cm²) após 14 dias de estocagem.