Conhecida há mais de 100 anos a hidroxiuréia é usada em tratamento de doenças mieloproliferativas, neoplasias, HIV, anemia falciforme e vem sendo adotada em uma gama de atividades: antifúngica, tratamento de psoríase, antimicrobiana e antiviral. O principal uso desse fármaco é como agente mielossupresor no tratamento das síndromes mieloproliferativas e indutor da hemoglobina fetal em pacientes com anemia falciforme. Porém, devido esse medicamento ser utilizado de forma intermitente e prolongada pode acarretar dados genotóxicos e/ou carcinogênicos. Visando a compreensão dessas possíveis implicações, o presente trabalho avaliou os efeitos modulatórios com a vitamina C e vitamina A frente aos efeitos toxicogenéticos da hidroxiuréia. Através de análises in vitro; foi avaliado o potencial oxidante/antioxidante via teste de Saccharomyces cerevisiae; tóxicos, citotóxico e mutagênico através do ensaio de Allium cepa. Para as análises in vivoavaliou-se os danos citogenéticos por meio do teste cometa em células de fígado, medula óssea e sangue periférico; danos mutagênicos através do teste de micronúcleos em células da medula óssea e fígado. Os níveis plasmáticos de defesas antioxidantes como a catalase, glutationa e malonaldeído também foram avaliados em sangue periférico. Os estudos apontaram que a hidroxiuréia apresentou efeitos tóxicos, citotóxicos, mutagênico e antioxidante nos testes in vitro, e efeitos genotóxicos sem produção de danos mutagênicos nos testes in vivo. As vitaminas demonstraram capacidade de diminuição dos danos citogenéticos induzidos pelo fármaco. Também foi observado que a hidroxiuréia em suas maiores concentrações leva ao aumento do estresse oxidativo com diminuição das defesas antioxidantes e aumento da peroxidação lipídica. Além disso, foram evidenciadas correlações negativas entre índice de dano e frequência de dano com catalase e glutationa e correlação positiva com o malonaldeído. Em síntese, a instabilidade genética induzida pela hidroxiuréia pode estar relacionada a seus efeitos oxidativos com diminuição dos danos evidenciado nos tratamentos com as vitaminas. Assim, o estudo aponta a necessidade de biomonitoramento clínico da terapia com a hidroxiuréia.