La vacunación contra la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) comenzó a principios de diciembre de 2020 en los Estados Unidos. La eficacia de las vacunas varía dependiendo de la variante del SARS-CoV-2. Algunos países han podido implementar programas de vacunación sólidos y grandes proporciones de sus poblaciones han sido completamente vacunadas. En otros países, bajas proporciones de sus poblaciones han sido vacunadas, debido a diferentes factores. Por ejemplo, países como Afganistán, Camerún, Ghana, Haití y Siria tienen menos de su población completamente vacunada en este momento. La implementación de un programa de vacunación óptimo es un proceso muy complejo debido a una variedad de variables que afectan a los programas. Además, la ciencia, la política y la ética están involucradas en la determinación de los principales objetivos del programa de vacunación. Presentamos dos modelos matemáticos no lineales que nos permiten obtener información sobre la estrategia de vacunación óptima en diferentes situaciones, teniendo en cuenta la tasa de letalidad y la estructura por edades de la población. Estudiamos escenarios con diferentes disponibilidades y eficacias de las vacunas. Los resultados de este estudio muestran que para la mayoría de los escenarios, la asignación óptima de vacunas es dar primero las dosis a las personas del grupo de edad de 55 años o más. Sin embargo, en algunas situaciones, la estrategia óptima es asignar primero las vacunas al grupo de edad de 15-54 años. Esta situación ocurre siempre que la tasa de transmisión del SARS-CoV-2 sea relativamente alta y las personas en el grupo de edad de 55 años o más tengan una tasa de transmisión del 50% o menos que la de los del grupo de edad de 15-54 años. Este estudio y otros similares pueden proporcionar recomendaciones científicas para países donde la proporción de individuos vacunados es relativamente pequeña o para futuras pandemias.