O aumento do uso de agrotóxicos no Brasil está inteiramente relacionado ao processo de modernização da agricultura nacional. Diante desse contexto, o presente artigo tem como objetivo analisar, por meio de uma revisão bibliográfica, a relação entre a expansão do uso de agrotóxicos e a produtividade agrícola no Brasil. A metodologia baseou-se na análise de estudos nacionais e internacionais publicados nos últimos anos, contemplando dados históricos, econômicos e produtivos, bem como indicadores de produtividade da terra, do trabalho e da produtividade total dos fatores. Os resultados da literatura analisada indicam que o uso de agrotóxicos desempenhou papel relevante no controle de pragas, doenças e plantas daninhas, contribuindo para a manutenção e ampliação dos níveis de produtividade agrícola, sobretudo em sistemas de monocultura intensiva. Entretanto, estudos também apontam que a relação entre uso de agrotóxicos e produtividade não ocorre de forma linear, sendo observada, em determinados contextos, a presença de retornos marginais decrescentes associados ao uso intensivo desses insumos. As evidências reforçam que a produtividade agrícola é um fenômeno multifatorial, resultante da interação entre diferentes componentes do pacote tecnológico, como melhoramento genético, fertilização, mecanização e manejo agronômico, no qual os agrotóxicos atuam como um elemento complementar. Conclui-se que o aumento da produção agrícola brasileira decorre da integração entre múltiplas tecnologias, sendo o uso de agrotóxicos um fator relevante, porém não exclusivo, no desempenho produtivo do setor.