O objetivo da pesquisa foi avaliar o efeito da fixação biológica de nitrogênio na produtividade de feijão-caupi ( Vigna unguiculata L.) e milho ( Zea mays L.) cultivados em sistema de plantio direto. O estudo teve por finalidade recomendar o uso da fixação biológica do nitrogênio em sistema de plantio direto e minimizar o uso da adubação química, a fim de promover uma produção agrícola sustentável no Amazonas. Os experimentos foram conduzidos na Embrapa Amazônia Ocidental em Manaus (AM) durante duas safras agrícolas, 2014/2015 e 2015/2016, em sistema de sucessão de culturas. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com quatro repetições, em esquema fatorial 2 x 4, tanto para o milho quanto para o feijão-caupi. Nos experimentos de feijão-caupi os tratamentos foram com duas cultivares, BRS Guariba e BRS Novaera, e quatro tratamentos de adubação nitrogenada: 1 - controle (sem inoculante e sem nitrogênio via mineral); 2 - inoculação via bactéria do gênero Bradyrhizobium (estirpe BR3267); 3 - nitrogênio via mineral na semeadura (20 kg ha-1 de N) e em cobertura (20 kg ha-1 de N), totalizando 40 kg ha-1 de N, como fonte a ureia; 4 - inoculação via bactéria do gênero Bradyrhizobium (estirpe BR3267) + nitrogênio via mineral em cobertura (20 kg ha-1 de N, como fonte a ureia). Nos experimentos de milho os tratamentos foram com duas cultivares, AG 1051 e BRS Caimbé, e quatro tratamentos de adubação nitrogenada: 1 - controle (sem nitrogênio); 2 -inoculação via bactéria Azospirillum brasiliense; 3 - nitrogênio mineral na semeadura e em cobertura; 4 - inoculação via bactéria + nitrogênio via mineral em cobertura. Os resultados obtidos, para o feijão-caupi, mostraram que o nitrogênio fornecido por inoculação de bactérias do gênero Bradyrhizobium, estirpe BR 3267, proporcionou incremento de produtividade de grãos de feijão-caupi de 26% em relação ao tratamento controle e foi tão eficiente quanto à adubação de 40 kg ha-1 de nitrogênio mineral na produção de feijão-caupi; o nitrogênio via mineral interferiu na nodulação em feijão-caupi; a cultivar BRS Novaera apresentou maior produtividade de grãos de feijão-caupi, enquanto que a cultivar BRS Guariba foi mais eficiente na nodulação. Para o milho, a inoculação com Azospirillum brasiliense substitui a adubação nitrogenada mineral na semeadura de 20 kg ha-1 de nitrogênio para as cultivares de milho estudadas; o fornecimento de nitrogênio somente via inoculação por Azospirillum brasiliense na semeadura proporcionou incremento de produtividade de grãos de milho de 38% em relação ao controle sem adubação nitrogenada.