Terminalia actinophylla Mart. (Combretaceae), conhecida popularmente como tanimbuca-amarela, catinga de porca ou chapada, é utilizada na medicina tradicional para tratamento de distúrbios intestinais, processos de cicatrização e como hemostático. O extrato etanólico das folhas de T. actinophylla foi fracionado em cartucho de fase reversa (C18-SPE), obtendo-se as frações H2O/MeOH (4:1), (1:1) e (1:4) v/v. Os compostos fenólicos do extrato e das frações enriquecidas foram identificados por espectrometria de massas com ionização eletrospray (ESI(−)-ITMS). Um total de 25 compostos foram identificados sendo 22 fenólicos, classificados em quatros grupos, incluindo ácido hidroxibenzoico, ácido elágico, ácido chebulico e elagitaninos (chebulico e não chebulicos). As frações H2O/MeOH (4:1), (1:1) e (1:4), apresentaram em seus perfis químicos a corilagina I (16) (m/z 633), derivado de castalagina (23) (m/z 965) e ácido elágico (9) (m/z 301), como constituintes majoritários, respectivamente. A fração H2O/MeOH (4:1) foi a mais ativa frente ao radical livre DPPH com CE50 = 16,72±5,55 (μg mL-1), comparável aos controles ácidos gálico e elágico. O extrato e as frações (100 µg mL-1), apresentaram fator de proteção solar (FPS) no intervalo de 12,82 a 17,09, sendo a fração H2O/MeOH (1:1) a mais ativa. Não foi observada correlação entre a atividade antioxidante e fenóis totais (FT), entretanto, verificou-se uma relação exponencial entre FT e FPS para o extrato e frações. O estudo de metabólitos e atividades biológicas do extrato EtOH e frações mostrou que T. actinophylla é uma fonte promissora de antioxidantes naturais e sugere sua potencial utilização em preparações farmacêuticas como protetor solar.