O rompimento da barragem de Fundão, em 2015, liberou milhões de metros cúbicos de rejeitos de mineração na bacia do rio Doce, gerando impactos ambientais de grande magnitude e longa duração. Este estudo avaliou a variação sazonal da qualidade da água ao longo de três anos de monitoramento em duas sub-bacias do médio rio Doce: uma impactada pelos rejeitos (rio Doce) e outra sem impacto direto, utilizada como referência (rio Santo Antônio). Foram analisados parâmetros limnológicos e concentrações de metais, com a hipótese de que variáveis associadas aos rejeitos (como turbidez e concentração de metais totais e dissolvidos) apresentariam diferenças nos padrões sazonais entre as sub-bacias. O delineamento amostral contemplou 11 campanhas entre 2022 e 2025, em pontos distribuídos a montante e a jusante da confluência dos rios. As análises incluíram medidas in situ (temperatura, pH, turbidez, condutividade, oxigênio dissolvido), quantificação de nutrientes, carbono orgânico dissolvido, clorofila-a, sólidos suspensos totais e metais dissolvidos e totais. Foram aplicadas técnicas estatísticas multivariadas (PCA, PERMANOVA), modelos lineares mistos generalizados (GLMMs) e análise de agrupamento. Os resultados indicaram que a variação temporal, especialmente a sazonalidade, foi o principal fator explicativo das mudanças na qualidade da água, superando os efeitos espaciais. Apesar disso, o rio Doce apresentou, de forma consistente, maiores valores de turbidez, sólidos suspensos e concentrações de metais (Mn, As, Pb, Ni, Cr e Zn) em relação ao rio Santo Antônio, sobretudo durante a estação chuvosa, sugerindo remobilização dos rejeitos depositados. A análise multivariada evidenciou trajetórias distintas entre as sub-bacias, enquanto a análise de agrupamento destacou três grupos espaciais: pontos no Santo Antônio, no Doce a montante da confluência (com maiores impactos) e no Doce a jusante (com sinais de diluição e modificação, mas ainda com alterações persistentes). Esses resultados demonstram que, mesmo após quase uma década, o impacto dos rejeitos continua a moldar a dinâmica limnológica do rio Doce, afetando tanto os níveis médios quanto as respostas sazonais aos ciclos hidrológicos. Conclui-se que os impactos são duradouros e complexos, reforçando a necessidade de monitoramento contínuo, espacialmente explícito, para subsidiar a gestão adaptativa e a recuperação do ecossistema.