O trato gastrintestinal humano é composto por um grupo heterogêneas de bactéria, que podem regular o desenvolvimento e a manutenção do sistema imunológico. Em oncologia, embora a importância do microbioma intestinal tenha sido avaliada em tumores mais imunogênicos, como melanoma, carcinoma de pulmão e carcinoma de células claras, sua importância no câncer de mama em estágio inicial é pouco explorada. O objetivo deste estudo foi caracterizar o microbioma intestinal de pacientes com câncer de mama submetidos à quimioterapia neoadjuvante (QTneo) e avaliar sua associação com fatores clínico-patológicos e desfechos. Foram incluídas pacientes com câncer de mama subtipo receptor hormonal positivo, HER2 positivo e triplo negativo. Analisamos o microbioma intestinal através da coleta de amostra fecais, coletadas no início do estudo (tempo 1) e antes da cirurgia (tempo 2) de 55 pacientes que receberam QTneo. Um total de 34 pacientes tiveram amostras fecais avaliáveis em todos os dois momentos consecutivos. O microbioma intestinal foi analisado por 16S rRNA para caracterizar a diversidade α (índice inverso de Simpson) e β (distância UniFrac ponderada), bem como a composição taxonômica. Não houve diferença significativa na diversidade alfa (p = 0,6) ou beta-diversidade (p = 0,8) entre o grupo que atingiu pCR e o grupo de doença residual, nem mudanças significativas na composição do microbioma intestinal nas amostras coletadas longitudinais durante a QTneo. O táxon mais abundante no tempo 1 e no tempo 2 foi o mesmo (Blautia em nível de gênero, Lachnospiraceae em nível de família e Lachnospirales em nível de ordem). Encontramos um enriquecimento para o gênero Clostridia sp. entre pacientes que não usaram antibiótico (p < 0,05, pFDR ≤ 0,25). Observamos maior abundância do gênero Agathobacter em pacientes com tumores HER2+ (p < 0,05, pFDR ≤ 0,25). Além disso, encontramos alterações significativas em amostras de pacientes com subtipo HER2+ e doença residual. Nas amostras do tempo 1 de pacientes com doença residual foi encontrado enriquecido para os gêneros Bifidobacterium e Monoglobus (p < 0,05, pFDR ≤ 0,25) e nas amostras tempo 2 encontramos enriquecimento para o gênero Bifidobacterium (p < 0,05, pFDR ≤ 0,25). Este estudo mostrou que a análise do microbioma intestinal no câncer de mama inicial é viável, e até onde sabemos, este é o primeiro estudo a avaliar a microbiota intestinal de pacientes brasileiras com câncer de mama. Identificamos associações significativas entre a abundância relativa de gêneros bacterianos intestinais e parâmetros clínicos, como no subtipo HER2.