A dopamina (DOP) é uma molécula biológica que causa uma variedade de doenças quando sua concentração é anormal. Portanto, a detecção e quantificação altamente sensível de DOP é muito importante para o desenvolvimento da biomedicina e monitoramento da saúde humana. Neste trabalho, preparou-se um nanocompósito a partir de grafeno funcionalizado com entidades químicas com enxofre (S-Graph) e nanopartículas de ouro para a aplicação como um sensor eletroquímico altamente sensível para detecção de DOP. O S-Graph confere características eletrônicas distintas dos materiais carbonáceos convencionais, enquanto as AuNPs oferecem uma área superficial ampliada para a formação de um nanocompósito estável. Além disso, o S-Graph desempenha um papel crucial ao promover a aderência das AuNPs na superfície do material resultante. Dessa forma, ao combinar sinergicamente essas importantes características para o desenvolvimento de sensores, o material foi caracterizado por meio de técnicas como microscopia eletrônica de transmissão (TEM), apresentando tamanho médio de 53±12 nm, e a formação de uma banda plasmônica das AuNPs, verificada por espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-Vis). Realizou-se os estudos eletroquímicos utilizando o sensor AuNP-S-Graph/GCE e verificou-se um processo reversível para a DOP em solução tampão B-R 0,1 mol L⁻¹, pH 6,0. Na criação de um novo método para a detecção e quantificação de DOP, construiu-se curvas de calibração e as mesmas apresentaram duas regiões lineares. A primeira na faixa de concentração de 4,0×10^‒8 a 0,4×10^‒6 mol L^‒1 e a segunda de 0,5×10^‒6 a 20×10^‒6 mol L^‒1, com limite de detecção (LOD) de 15,0 nmol L^‒1 e limite de quantificação (LOQ) de 40 nmol L^‒1 para a primeira faixa linear. Dessa forma, o sensor apresentou-se com sensibilidade adequada para ser aplicado na determinação e quantificação de dopamina e, por essa razão, surge como uma alternativa de significância notável para a análise desse composto em amostras farmacêuticas e biológicas.