Caracu é a raça crioula de maior expressão na pecuária brasileira, devido ao seu desempenho e rusticidade, que a tornou opção viável para os pecuaristas que buscam lucratividade nos sistemas de produção. Entre as diversas metodologias utilizadas para mensurar a eficiência alimentar, o consumo alimentar residual (CAR) é uma excelente opção para avaliar o consumo observado além das exigências de mantença do animal. O objetivo deste trabalho foi identificar potenciais biomarcadores para eficiência alimentar em bovinos da raça Caracu por meio de análise proteômica de plasma sanguíneo. Sessenta e um machos com média de oito meses de idade e 200 kg, do mesmo grupo de contemporâneos, foram submetidos ao teste de eficiência alimentar durante 70 dias, no sistema de cochos eletrônicos Intergado®. O CAR foi calculado e os animais foram classificados em dois grupos: CAR negativo (alta eficiência alimentar) e CAR positivo (baixa eficiência alimentar). Foram coletadas amostras de sangue dos animais e as proteínas presentes no plasma foram identificadas por espectrometria de massa avançada. Proteínas com concentrações acima de duas vezes em um dos grupos foram consideradas diferencialmente reguladas. Os bancos de dados UniProt, Gene Ontology, Reactome e KEGG foram utilizados para auxiliar na interpretação das funções biológicas e moleculares das proteínas diferencialmente reguladas (P < 0,05). Foram identificadas 551 proteínas, das quais 172 foram identificadas apenas em animais CAR positivo, 60 apenas em animais CAR negativo e 319 nos dois grupos estudados. A análise de enriquecimento funcional revelou 56 processos biológicos 35 funções moleculares e 31 vias metabólicas significativas, os quais auxiliam na compreensão da arquitetura genômica da característica. As proteínas diferencialmente reguladas são potenciais biomarcadores os quais poderão ser utilizados para identificar e selecionar os animais com base na eficiência alimentar de maneira rápida, reduzindo os custos com alimentação nos sistemas de produção e contribuindo com a pecuária sustentável.