O uso de vitaminas antioxidantes na dieta alimentar ou durante a quimioterapia, tem sido empregado como uma alternativa no tratamento do câncer, visando a diminuição dos efeitos tóxicos dos antineoplásicos, o que pode comprometer a eficácia das terapias oncológicas. A pesquisa tem como objetivo verificar os possíveis efeitos antioxidantes, antigenotóxicos/antimutagênicos, anticitotóxicos, hepatoprotetor e nefroprotetor do ácido ascórbico (AA) combinado com o palmitato de retinol (PR) sobre os danos toxicogenéticos induzidos pelos antineoplásicos ciclofosfamida e doxorrubicina isolados, ou em associação, esquema AC. Foram realizados testes em modelos in vivo como: Saccharomyces cerevisiae; bioensaio Allium cepa; Bioensaios de letalidade em Artemia salina (BSLB); ensaio cometa em linfócitos de sangue periférico e células de medula óssea em Mus musculus; teste de micronúcleos em células de medula óssea em camundongos; testes hematológicos e bioquímicos em células de sangue retirado de punção cardíaca. Em Saccharomyces cerevisiae, Allium cepa e Artemia salina, as concentrações foram de 20 µg/mL para a ciclofosfamida, 2 µg/mL para a doxorrubicina e 20/2 µg/mL para o esquema AC. O ácido ascóbico foi utilizado na concentração de 2 µM/mL enquanto a concentração do palmitato de retinol foi de 100 UI/mL. Nos tratamentos em Mus musculus, as doses dos antineoplásicos foram de 20 mg/kg para a ciclofosfamida, 2 mg/kg para a doxorrubicina e 20/2 mg/kg para o esquema AC, enquanto as concentrações do ácido ascórbico e do palmitato de retinol em camundongos foram, respectivamente, 2 µM/kg e 100 mg/kg. Os antineoplásicos induziram significantes danos oxidativos, em linhagens de S. cerevisiae, significantes danos tóxicos, citotóxicos e mutagênicos em Allium cepa bem como causaram uma citotoxicidade significativa em Artemia salina. Os quimioterápicos também induziram efeitos genotóxicos, mutagênicos, citotóxicos, hepatotóxicos e nefrotóxicos em células de sangue periférico e de medula óssea de Mus musculus. Todavia, as vitaminas conjugadas (AA + PR) modularam os mecanismos oxidativos dos antineoplásicos em S. cerevisiae, os danos toxicogenéticos em Allium cepa bem como modulou a citotoxicidade em Artemia salina. As vitaminas combinadas (AA + PR) também modularam os danos genotóxicos, aneugênicos e/ou clastogênicos e citotóxicos em camundongos, com significantes percentuais para as atividades antigenotóxicas, antimutagênicas e anticitotóxicas. Os resultados mostram que os antineoplásicos induzem instabilidades genéticas em células não tumurais, que podem ser moduladas pelo uso de vitaminas antioxidantes como o AA e o PR, podendo comprometer a eficácia das terapias. Em virtude das controvérsias, são necessários mais estudos para melhor elucidar os mecanismos dos antineoplásicos, bem como das interferências dos antioxidantes durante as terapias oncológicas.