O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes níveis do pedúnculo de caju desidratado na alimentação de vacas mestiças da raça Girolando na produção de leite e perfil hematobioquímico. O experimento foi realizado com oito vacas distribuídas aleatoriamente em um quadrado latino (4 × 4), com tratamentos que consistiram de quatro níveis de suplementação com pedúnculo de caju desidratado (PCD) em dietas de animais, a saber: 0% PCD (dieta controle), 1,0 kg de PCD, 1,5 kg de PCD e 2,0 kg de PCD na matéria seca total. O leite e os animais foram pesados e a condição corporal dos animais foi avaliada durante sete dias em cada período experimental. Para determinar a bioquímica sérica e hemograma das vacas, três amostras de sangue foram colhidas em cada período, aos 7, 14 e 21 dias antes do fornecimento diário de suplementação com amostras de 5 ml de sangue coletadas por punção da veia jugular. A suplementação com 2 kg de PCD reduziu a produção de leite e os níveis de glicose e proteínas totais no plasma em relação ao grupo controle, devido ao nível mais elevado de tanino deste grupo. A suplementação com PCD aumentou a contagem total de eritrócitos, reduziu o volume corpuscular médio (VCM) e não alterou o número de leucócitos. Aumento dos níveis de compostos fenólicos na dieta inibiu a absorção de proteínas na dieta, o que diminuiu a produção de leite.