La valorización de los residuos de bodega es una solución prometedora para la gestión de residuos con el beneficio adicional del aislamiento de compuestos bioactivos. El objetivo de este estudio fue analizar el potencial nutricional y bioactivo del aceite derivado de la variedad autóctona de semilla de uva serbia Prokupac y compararlo con variedades internacionales conocidas de uva. Además, se utilizaron dos métodos de extracción (extracción asistida por ultrasonido y prensado en frío) para determinar su influencia en las características fisicoquímicas y nutritivas del aceite de semilla de uva. Diferentes métodos, incluida la determinación de propiedades fisicoquímicas, contenido de compuestos bioactivos, estabilidad oxidativa y capacidad antioxidante, se utilizaron para la caracterización de los aceites de semilla de uva. Los resultados indicaron que se obtuvo un mayor rendimiento con la extracción asistida por ultrasonido en comparación con el prensado en frío. La aplicación de la extracción asistida por ultrasonido resultó en un mayor contenido de alfa-tocoferol y una mejor capacidad antioxidante y estabilidad oxidativa del aceite. Se observaron diferencias significativas en la composición bioactiva del aceite de semilla de Prokupac en comparación con las otras variedades de uva. El aceite extraído de la semilla de uva Prokupac tenía el menor contenido de ácidos grasos poliinsaturados y el mayor contenido de ácidos grasos saturados, el mayor contenido de alfa-tocoferol y, en consecuencia, la mejor capacidad antioxidante. La semilla de uva Prokupac tiene un gran potencial para el aislamiento de un aceite valioso nutritivo y bioactivo.