Este meta-análisis tuvo como objetivo investigar el efecto del perfil de ácidos grasos (AG) de la dieta en la producción de grasa láctea y el perfil de AG en vacas lecheras. El estudio también buscó desarrollar modelos de predicción utilizando un enfoque de meta-regresión. La base de datos incluyó 217 artículos revisados por pares sobre vacas lecheras en lactancia (n = 12,892), que consistieron en 515 medias de tratamiento. El tamaño del efecto se evaluó utilizando las diferencias medias brutas entre dietas con fuentes lipídicas suplementarias y aquellas sin ellas. Se emplearon análisis de subgrupos para evaluar la heterogeneidad. Las dietas ricas en AG saturados (AGS) aumentaron la producción y la proporción de grasa láctea, mientras que redujeron los AG de novo en la leche. Las dietas altas en AG monoinsaturados y poliinsaturados disminuyeron los AG mixtos en la leche. La mayoría de las dietas suplementadas con lípidos aumentan los AG preformados en la leche, excepto aquellas ricas en AGS. Se desarrollaron modelos de predicción utilizando meta-regresión. Los principales predictores de la producción de grasa láctea incluyeron la fibra detergente neutro (FDN), el ácido mirístico dietético y la producción de leche. La proporción de grasa láctea se predijo mejor por los AG insaturados dietéticos, la FDN y el forraje. Los AG de novo en la leche se predijeron por la ingesta de materia seca (IMS) y los AG dietéticos, mientras que los AG preformados se predijeron por la IMS, los ácidos oleico y linoleico dietéticos. En conclusión, este estudio enfatiza la importancia del perfil de AG de la dieta al evaluar los efectos de los lípidos en la producción de grasa láctea y el perfil de AG. Se pueden lograr predicciones precisas y exactas de la producción de grasa láctea, la proporción y el perfil de AG al considerar las características de producción y dieta de las vacas.