Este artigo examina o processo de acumulação de capacidades tecnológicas e suas implicações para o aprimoramento de performance operacional em uma empresa da indústria química no Brasil (1980-2007). As evidências indicam que os esforços para acumulação de capacidades tecnológicas inovadoras permitiram à empresa aprimorar sua performance operacional em termos de indicadores técnicos e, ainda que indiretamente, em termos de indicadores comerciais. Este estudo contribui para avançar no entendimento sobre o relacionamento entre a acumulação de capacidades tecnológicas e o aprimoramento de performance operacional em nível de empresa. O estudo ainda chama a atenção de gestores para a importância da gestão e medição de uma multiplicidade de capacidades tecnológicas na empresa, bem como alerta para a importância das atividades inovadoras em nível de empresa, à base de engenharia, que são normalmente negligenciadas nas políticas públicas.