Los ácidos grasos son fuentes de energía, y sus perfiles se utilizan como biomarcadores del estado metabólico y los cambios fisiológicos en los peces. En este contexto, el objetivo principal de este estudio fue identificar los ácidos grasos que mejor discriminan el estado reproductivo de truchas marrones de cultivo machos y hembras. La composición de ácidos grasos en muestras de hígado y plasma de los adultos de ambos sexos se monitoreó a lo largo de cuatro etapas reproductivas distintas, a saber, la etapa de capacidad de desove (diciembre), regresión (marzo), regeneración (julio) y desarrollo (noviembre). Independientemente del sexo y la etapa, los ácidos grasos más representativos fueron el ácido palmítico (16:0), ácido esteárico (18:0), ácido oleico (18:1 n-9), ácido araquidónico (20:4 n-6), ácido eicosapentaenoico (EPA, 20:5 n-3) y ácido docosahexaenoico (DHA, 22:6 n-3). No hubo diferencias significativas entre sexos en las clases de ácidos grasos en el hígado y el plasma. A pesar de esto, hubo varios cambios en los niveles de ácidos grasos individuales entre los sexos. En el hígado, tanto machos como hembras mostraron altos niveles de ácidos grasos monoinsaturados y bajos niveles de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) durante las etapas de regresión y regeneración. En las etapas de capacidad de desove y desarrollo, se notó un perfil inverso. Los perfiles de plasma fueron principalmente influenciados por cambios en los ácidos grasos saturados y PUFA en machos y por PUFA en hembras. Basado en los ácidos grasos más representativos, se establecieron cuatro patrones para las muestras de plasma femenino, uno para cada etapa reproductiva. Este escenario sugiere que las muestras de plasma femenino son prometedoras para la discriminación del estado reproductivo gonadal, y este potencial puede ser explorado más a fondo en estudios de acuicultura y monitoreo ambiental.