O biodiesel de óleo de soja é um combustível renovável constituído principalmente por ésteres de ácidos graxos insaturados, o que o torna suscetível a oxidação. Por conta disso, há uma busca crescente por estratégias que retardem esse processo oxidativo. Este trabalho apresenta uma investigação referente a capacidade antioxidante de extratos etanólicos de casca do caule de ameixa silvestre, aroeira vermelha e unha de gato e sua utilização como aditivo para retardar a oxidação do biodiesel. A obtenção dos compostos antioxidantes foi realizada por meio da extração em banho ultrassônico na frequência de 25 kHz a 60 °C por 30 minutos, sendo o conteúdo de fenóis totais quantificado pelo método Folin-Ciocalteu, obtendo-se alto teor para as amostras, com destaque para o extrato de aroeira que registrou 243,85 mg EAG/g. O método do radical DPPH revelou quetodos os extratos apresentam atividade antioxidante, o que foi confirmado pela análise de FTIR que apontou a presença de grupos funcionais responsáveis por essa atividade. A análise termogravimétrica indicou elevada estabilidade térmica dos extratos e pelo método Rancimat a 110 °C avaliou-se a estabilidade oxidativa do biodiesel aditivado, observando um aumento no período de indução de 87%, 65,4% e 62,4% para aroeira, unha de gato e ameixa, respectivamente. Desse modo, o presente estudo comprova que as amostras apresentam significativa capacidade antioxidante, podendo atuar como aditivo antioxidante para o biodiesel de soja.