Un problema a considerar al diseñar y construir vigas de acero reforzadas con placas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) en puentes es el fallo por deslaminación. Estudios previos mostraron que parámetros como las características del material, la carga, el adhesivo y las placas de CFRP tienen un efecto en la probabilidad de fallo de la viga de acero, que se representa mediante el índice de fiabilidad. Por lo tanto, este estudio analiza los índices de fiabilidad de las vigas de acero en puentes reforzados con placas de CFRP para aclarar los efectos del fallo por deslaminación. Se utilizan estados límite de deslaminación y resistencia para comparar las diferencias en los índices de fiabilidad de diferentes escenarios de diseño. Se establecerán las funciones de margen de resistencia y deslaminación para el estado límite de resistencia y el estado límite de deslaminación en este estudio. La probabilidad de fallo se determina mediante una simulación de Monte Carlo (MCS). Se encontró que el índice de fiabilidad del estado límite de deslaminación es mucho más bajo que el del estado límite de resistencia. Esto muestra que el fallo por deslaminación debe considerarse significativo en el análisis de fiabilidad de las vigas de acero de puentes reforzadas con placas de CFRP.