En este artículo, se propone un modelo de programación estocástica en dos etapas para diseñar un problema de diseño de red logística integrada de avance/reversa de un solo producto, en un contexto de incertidumbre. El problema involucró niveles de decisión tanto estratégicos como tácticos. La primera etapa se ocupó de decisiones estratégicas, que son el número, la capacidad y la ubicación de las instalaciones de avance y reversa. En la segunda etapa, se determinaron decisiones tácticas, como el nivel de stock base como política de inventario. El modelo genérico introducido consistía en proveedores, fabricantes y centros de distribución en logística de avance, y centros de recolección, reacondicionamiento, redistribución y eliminación en logística de reversa. La fortaleza del modelo propuesto es su aplicabilidad a diversas industrias. El problema se formuló como un modelo de programación lineal entera mixta y se resolvió utilizando el enfoque de Descomposición de Benders (BD). Para acelerar la descomposición de Benders, se añadieron varias desigualdades válidas al problema maestro. El BD acelerado propuesto se evaluó a través de problemas de prueba de tamaño pequeño, mediano y grande. Los resultados numéricos confirmaron que el algoritmo de solución propuesto mejoró la convergencia del límite inferior de BD y el límite superior, permitiendo alcanzar una brecha de optimalidad aceptable en un tiempo conveniente.