En el contexto de la urgente transición global hacia materiales sostenibles, este estudio presenta una evaluación comparativa del ciclo de vida ambiental (LCA) del poli(3-hidroxibutirato) (PHB), un polímero biodegradable y de base biológica, en comparación con plásticos petroquímicos convencionales (poliestireno-PS; polipropileno-PP) y otro biopolímero popular, a saber, el ácido poliláctico (PLA). La LCA se llevó a cabo utilizando datos de producción primaria de un proceso de fabricación de PHB a escala de laboratorio, integrando mediciones de consumo de energía en tiempo real a lo largo de todas las etapas de producción. Se analizaron indicadores ambientales como la huella de carbono y la demanda de energía bajo escenarios de cuna a puerta y de fin de vida. Los resultados indican que el PHB, aunque ofrece biodegradabilidad y abastecimiento renovable, actualmente presenta una huella de carbono significativamente más alta que el PP, el PS y el PLA, principalmente debido a su procesamiento intensivo en energía. Sin embargo, el impacto ambiental del PHB puede reducirse notablemente, en más de un 67%, mediante la integración parcial de energía renovable. El PLA demostró las emisiones más bajas en la fase de producción, mientras que el PP mostró los resultados más favorables en el fin de vida bajo supuestos de gestión de residuos municipales. El estudio destaca la influencia crítica del abastecimiento de energía, la escala de producción y la infraestructura de tratamiento de residuos en el rendimiento de sostenibilidad de los biopolímeros. Estos hallazgos proporcionan información práctica para la industria y los responsables de políticas que buscan reducir la carga ambiental de los plásticos y apoyar un cambio hacia sistemas de materiales circulares.