Este experimento teve como objetivo principal avaliar as alterações no perfil de ácidos graxos do leite decorrentes do fornecimento de diferentes níveis de óleo de girassol (OG) para vacas leiteiras alimentadas com dietas completas à base de capim-elefante. Doze vacas da raça Holandesa receberam quatro níveis de OG na dieta (0; 1,3; 2,5 e 3,7% da MS) em delineamento quadrado latino 4 x 4. Não houve efeito (P>0,05) dos níveis de OG sobre o consumo de MS, a produção de leite ou os teores de sólidos do leite. Por outro lado, o perfil de ácidos graxos (AG) do leite foi amplamante modificado com a inclusão de OG na dieta, e observou-se redução (P<0,0001) dos teores dos AG de cadeia curta e média, elevação dos teores de ácido oleico (P<0,0001), dos isômeros de ácido linoleico conjugado, em especial do ácido rumênico (P<0,0001) e da relação entre os ácidos graxos hipo e hipercolesterolêmicos (P<0,0001). Apesar da maior ingestão diária de ácido linoleico (P<0,01) com o aumento do nível de OG na dieta, sua concentração na gordura do leite não foi alterada. Isso indica extensiva bio-hidrogenação ruminal deste AG no rúmen, o que é compatível com o aumento (P<0,0001) da concentração de ácido esteárico e dos AG C18:1 trans, especialmente do vacênico, na gordura do leite. Em geral, os resultados observados no presente estudo indicam que a inclusão de até 3,7% de OG em dietas completas de vacas leiteiras à base de capim-elefante promove melhoria da qualidade nutricional da gordura do leite, sem comprometimento do desempenho produtivo dos animais.