O aumento na geração de resíduos sólidos demanda a busca por soluções que contribuam com a gestão responsável desses resíduos, minimizando o impacto ambiental e agregando valor a esses materiais. Diversas estratégias têm sido empregadas no uso desses rejeitos, entre elas a fabricação de sensores eletroquímicos de baixo custo. Esse trabalho focou no desenvolvimento de sensores eletroquímicos sustentáveis por meio do reaproveitamento de resíduos sólidos, para quantificação de paracetamol e isoniazida em formulações farmacêuticas e os metais pesados Pb(II) e Cd(II) em meio aquoso. Duas abordagens principais foram exploradas: a utilização de nanomateriais de carbono, obtidos a partir de rejeitos da indústria alimentícia e a reutilização de microchips, provenientes de lixo eletrônico. Em uma primeira etapa, óxido de grafeno reduzido (r-rGO) foi sintetizado e empregado na modificação de um eletrodo de carbono vítreo (r-rGO/GCE), aplicado na determinação de paracetamol com taxas de recuperação do princípio ativo no fármaco dentro dos limites estabelecidos para controle de qualidade. Na segunda abordagem, microchips foram empregados na fabricação de arranjo de microeletrodos de ouro (Au-µEA), modificados com filme de bismuto (BiF/Au-µEA) e aplicados na detecção de Cd(II) e Pb(II), com avaliação e otimização dos efeitos das variáveis, que atuam na resposta voltamétrica, através de planejamentos experimentais. Os resultados demontram que o sensor fabricado provou ser apropriado para detecção de Cd(II) e Pb(II), exibindo uma resposta linear para Cd(II) 0,5 a 13 µmol L−1 e 1,5 a 13 µmol L−1 para Pb(II). Um terceiro enfoque consistiu na modificação da superfície dos microchips através de estruturas nanoporosas de ouro (NPG/µEA) para quantificação do fármaco isoniazida. O sensor modificado apresentou maior atividade eletrocatalítica em comparação com os microeletrodos de ouro convencionais, permitindo quantificar o analito na faixa de 10 a 300 µmol L−1. Desse modo, as metodologias eletroanaliticas empregadas, demonstraram a possibilidade de desenvolvimento de sensores eletroquímicos a partir do reaproveitamento de resíduos sólidos. Esses sensores contribuem para a redução do desperdício, o uso mais eficiente dos recursos e a promoção de uma abordagem mais sustentável na fabricação de dispositivos analíticos.