Resumo. O objetivo do presente estudo é investigar o efeito de diferentes períodos de jejum alimentar e realimentação nas respostas compensatórias em alevinos de tilápias-do-Nilo, e a frequência de distribuição das fibras musculares. Foram utilizados 108 alevinos de tilápia-do-Nilo com peso inicial de 1,64±0,41 g e comprimento inicial médio de 3,60 ± 0,39 cm, durante um período de 55 dias. Os peixes foram distribuídos em um sistema de recirculação de água, em delineamento inteiramente casualizado com três tratamentos e quatro repetições: Controle - CO - (peixes alimentados até a saciedade aparente durante todo período experimental); jejum 10 - J10 - (peixes alimentados até a saciedade aparente por 15 dias, seguidos de 10 dias de jejum e realimentação até a saciedade por 30 dias); e jejum 15 - J15 - (peixes alimentados até a saciedade aparente por 15 dias, seguidos de 15 dias de jejum e realimentação até a saciedade por 25 dias). Os peixes do tratamento J15 apresentaram resultados insatisfatórios de desempenho produtivo (p<0,05), como menor peso final, conversão alimentar aparente, taxa de eficiência proteica e sobrevivência, enquanto os peixes do tratamento J10, atingiram os mesmos resultados daqueles animais mantidos no tratamento CO, com exceção das variáveis de ganho em peso relativo e do consumo de ração. A restrição alimentar influenciou diretamente no crescimento das fibras musculares com diâmetro menor que 20 μm (p<0,05), sendo que os peixes do tratamento J15 apresentaram a menor frequência de fibras nesta classe de diâmetro. Conclui-se que a restrição alimentar em curtos períodos (10 dias) e em temperaturas amenas podem apresentar um crescimento compensatório, alterando o processo de hiperplasia e hipertrofia das fibras musculares, sem afetar a morfologia das fibras, entretanto, 15 dias de jejum e sob temperaturas amenas não ocorre uma compensação no crescimento e atrasa o crescimento hipertrófico das fibras musculares.