El bisfenol A (BPA) es un contaminante emergente que se detecta regularmente en ecosistemas acuáticos y se considera un disruptor endocrino (EDC). La cafeína es otra sustancia química relacionada con la actividad humana y se encuentra frecuentemente en aguas superficiales. El objetivo de este estudio fue evaluar el riesgo ecotoxicológico del BPA y la cafeína en muestras de agua de la cuenca del río Sinos, Rio Grande do Sul, Brasil. Se recolectaron muestras de agua en tres sitios mensualmente, del 9 de mayo de 2016 al 11 de abril de 2017 (n = 36). Las concentraciones de BPA en las muestras de agua recolectadas oscilaron entre no detectado y 517 ng L⁻¹, y las concentraciones de cafeína, entre 41,7 y 28.439,6 ng L⁻¹. La concentración de BPA en las muestras analizadas presentó una correlación moderada con la cafeína (rs = 0,402). Se caracterizó un alto riesgo ecotoxicológico para el BPA en el 77,77% de las muestras, con un 11,11% de riesgo medio y un 11,1% de riesgo bajo. Para la cafeína, el 13,9%, el 50% y el 36,11% de las muestras presentaron riesgo alto, medio y bajo, respectivamente. Las concentraciones de cafeína en el agua pueden utilizarse como predictores de concentraciones de BPA superiores a 10 ng L⁻¹, la concentración más baja de riesgo ecotoxicológico, con una especificidad del 66,7% y una sensibilidad del 70,4%. La evaluación de los riesgos acuáticos ha demostrado que ambos compuestos investigados representan riesgos para los organismos en las aguas superficiales estudiadas, la desembocadura del arroyo Pampa, la desembocadura del arroyo Luiz Rau y la cuenca hidrográfica del abastecimiento público en Lomba Grande.