O paclitaxel (PTX) é um dos antitumorais mais utilizados no tratamento de diferentes tipos tumorais. Um efeito adverso frequente com o uso desse fármaco é o desenvolvimento de neuropatia periférica induzida por quimioterapia (NPIQ), que pode afetar significativamente a qualidade de vida dos pacientes em tratamento, além de gerar casos de resistência ao fármaco e afetar a eficácia terapêutica. Estudos mostram que animais com neuropatia periférica induzida por quimioterapia apresentam danos em mitocôndrias, levando ao aumento de espécies reativas de oxigênio (ERO) e nitrogênio (ERN), desenvolvendo um quadro de estresse oxidativo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da N-acetilcisteína (NAC), ácido lipoico (AL) e vitamina E, todos antioxidantes, na hiperalgesia mecânica e alodinia ao frio em modelo de neuropatia periférica induzida pelo paclitaxel em camundongos fêmeas da linhagem Swiss. A neuropatia foi induzida através da administração intraperitoneal de paclitaxel 5 mg/kg e o tratamento com os antioxidantes foi realizado por via oral, todos na dose de 50 mg/kg, durante 14 dias. Para avaliar a nocicepção mecânica e térmica foram utilizados os testes de Von Frey e da placa fria, respectivamente. Além disso, através do implante de tumores subcutâneos de Ehrlich, avaliamos se os antioxidantes possuem efeitos anti ou pró-tumorais in vivo. O tratamento com os antioxidantes reduziu a nocicepção mecânica e alodinia ao frio quando iniciado concomitante com o quimioterápico. Em modelos de tumor subcutâneo, o crescimento tumoral não foi negativamente afetado pelo uso dos antioxidantes, porém a linhagem celular implantada mostrou-se resistente ao paclitaxel. Os antioxidantes também foram capazes de reverter a lipoperoxidação na medula espinhal dos animais tratados com Paclitaxel. Sendo assim, os dados mostram que o uso da NAC, ácido lipoico e vitamina E pode ter relevância farmacológica no tratamento da NPIQ de acordo com os dados deste estudo não-clínico.