Sistemas intensivos de produção expõem os peixes a uma série de agentes estressores, os quais afetam de forma negativa sua sanidade limitando a produção economicamente. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da suplementação dietética em níveis crescentes de FOS na modulação da resposta imune e crescimento dos juvenis de pacu P. mesopotamicus. Foram utilizados 120 juvenis de pacu (120,44±34,93 g) distribuídos em 12 aquários de vidro (60L), abastecidos por um sistema de recirculação de água com filtragem biológica, aeração forçada a partir de compressor radial e difusores de ar e controle de temperatura da água por termostato. As rações foram preparadas em níveis crescentes de prebiótico em 0,0%, 0,2% e 0,4% - Frutooligossacarídeo (Sigma Aldrich®). As dietas extrudadas foram mantidas em freezer até o início do experimento. Os peixes foram alimentados duas vezes ao dia com as dietas experimentais (09h00m e 17h00m) até a aparente saciedade durante 60 dias, constituindo um delineamento inteiramente casualizado com três tratamentos e (n=4). Os dados foram submetidos à ANOVA e comparados pelo teste de Tukey (α=0,05). Peixes alimentados com alimentados com a dieta contendo 0,2% de frutooligossacarídeo apresentaram maior (p<0,05) contagem total de eritrócitos. As variáveis hematimétricas VCM e HCM foram menores (p<0,05) nos peixes alimentados com 0,02% de FOS. A adição de frutooligossacarídeo na dieta não apresentou efeito prebiótico sobre o desempenho e nos parâmetros hematológicos.