La síntesis de proteínas de la leche (PL) en la glándula mamaria de las vacas lecheras es un proceso biológico complejo. Como sustratos para la síntesis de proteínas, los aminoácidos (AAs) son los nutrientes más importantes para la síntesis de leche. Los AAs libres (AAL) son los principales precursores de la síntesis de PL, y sus suministros se complementan con AAs unidos a péptidos (AALP) en la sangre. La utilización de AAs en la glándula mamaria de las vacas lecheras ha atraído un gran interés por parte de los investigadores debido al objetivo de aumentar el rendimiento de PL. Suministrar AAs suficientes y equilibrados es fundamental para mejorar la concentración y el rendimiento de PL en las vacas lecheras. Se ha avanzado mucho en la comprensión de los AAs limitantes y sus requisitos para la síntesis de PL en las vacas lecheras. Esta revisión se centra en los efectos del suministro de AAL y AALP en la síntesis de PL y sus mecanismos subyacentes. Los avances en nuestro conocimiento en el campo pueden ayudarnos a desarrollar modelos más precisos para predecir los requisitos de proteínas dietéticas para la síntesis de PL en vacas lecheras, lo que, en última instancia, mejorará la eficiencia de utilización del nitrógeno y el rendimiento de lactancia de las vacas lecheras.