O câncer é o principal problema de saúde pública no mundo e já está entre as quatro principais causas de morte antes dos 70 anos de idade na maioria dos países. A desconexão entre o aumento do número de pacientes com câncer, o aumento dos custos de melhores tratamentos e a restrição do orçamento da saúde são elementos de discussão conhecidos. O debate de valor em saúde tem se colocado como protagonista nas pesquisas e práticas de gestão em saúde globalmente, como uma aposta para melhorar desempenho dos sistemas e reduzir os custos. No entanto, uma solução estrutural e sistêmica para o problema do câncer ainda não é conhecida. É nesse cenário que se insere a contribuição da gestão de operações enquanto corpo teórico para o projeto de soluções. O objetivo da tese é construir um modelo de atenção integral baseado em valor para o paciente oncológico e isso foi possível a partir da aproximação de três corpos teórico, a saber: modelos e estruturas de cuidado ao paciente oncológico, gestão de operações em saúde e saúde baseada em valor. Enquanto método, foram conduzidas 3 revisões sistemáticas da literatura, que permitiram diagnosticar a ausência de um modelo de atenção integral baseado em valor, identificar as práticas de cuidado integral e as premissas de agenda de valor para o contexto oncológico. Além disso, foram conduzidas entrevistas com 17 especialistas em cuidado oncológico, com o intuito de compreender os elementos fundamentais para o projeto de um modelo de atenção integral ao paciente baseado em valor a partir da prática das organizações de saúde. A gestão de operações e suas categorias foram adotadas tanto para apoiar o levantamento das práticas quanto para embasar a construção dos questionários de levantamento com especialistas e do modelo. O produto principal da tese foi, portanto, o modelo de atenção integral ao paciente oncológico baseado em valor, com sua orientação de uso e navegação construído a partir de grupos focais com especialistas em gestão de operações para orientar o projeto de serviços de saúde no contexto da saúde suplementar. O resultado foi validado por especialistas e conta com 8 categorias de operações, 24 decisões e 105 práticas ou caminhos decisórios. Espera-se que o modelo seja adotado como artefato de apoio à tomada de decisão no projeto de um serviço de cuidado integral ao paciente oncológico e ao projeto de políticas públicas nas fases de diagnóstico, projeto de implantação de novas ações e avaliação de resultados.