Esta investigación tiene como objetivo desarrollar un marco conceptual y proposiciones para establecer y probar las relaciones causales entre la preparación para la Industria 5.0 (I5.0R), la participación en la cadena de valor global (GVC), la competitividad empresarial (BC) y el crecimiento empresarial sostenible (SBG) de las pequeñas y medianas empresas (PYMES). Este estudio se centra en la preparación para la Industria 5.0, evaluada a través de la centralidad en el ser humano, prácticas de comercio justo, gestión esbelta, prácticas de sostenibilidad y competitividad empresarial, medida por marketing, recursos, producción y finanzas. Ambos constructos fueron desarrollados y probados como constructos de orden superior, mientras que la participación en GVC y el crecimiento empresarial sostenible fueron evaluados como constructos de orden inferior. Se recopilaron datos de PYMES de procesamiento de alimentos marinos en Tailandia utilizando una técnica de muestreo intencionado. Este estudio probó y confirmó la validez de contenido, la validez de constructo y la fiabilidad de ambos modelos de orden inferior y superior. Utilizando modelado de ecuaciones estructurales de mínimos cuadrados parciales (PLS-SEM) con bootstrapping (n = 1000), los resultados indicaron impactos positivos significativos de la preparación para la Industria 5.0 en la participación en GVC, de la preparación para la Industria 5.0 en la competitividad empresarial, de la participación en GVC en la competitividad empresarial y de la competitividad empresarial en el crecimiento empresarial sostenible de las PYMES. Además, se encontró que la competitividad empresarial mediaba la relación entre la preparación para la Industria 5.0 y el crecimiento empresarial sostenible. Estos hallazgos contribuyen a la literatura sobre la Industria 5.0, las GVC y la competitividad empresarial de las PYMES, ofreciendo perspectivas prácticas para las PYMES y los responsables de políticas que buscan mejorar el crecimiento sostenible a través de la preparación estratégica y la competitividad en las prácticas de la Industria 5.0. Se presentan las implicaciones y direcciones para futuras investigaciones en la preparación para la Industria 5.0 de las PYMES.