La inclusión de subproductos o frutas descartadas en una segunda cadena de valor puede ser una estrategia para contribuir a la producción y consumo de alimentos sostenibles, con un enfoque en seguir un modelo de economía circular, ya que ciertos subproductos pueden ser una fuente de nutrientes y compuestos con potencial biológico. El objetivo de esta investigación fue evaluar el contenido de compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante de subproductos de cinco variedades de uvas no comercializables, así como la bioaccesibilidad y absorción de sus compuestos fenólicos durante una digestión simulada, con el fin de respaldar su uso potencial como fuentes de compuestos que promueven la salud de interés. Se evaluaron subproductos de cinco variedades de uvas cultivadas en el noroeste de México. Fueron divididos manualmente en dos fracciones, piel y pulpa + semilla, y sometidos a una digestión simulada. La piel de uva tuvo la mayor concentración de compuestos fenólicos y capacidad antioxidante. La catequina exhibió la mayor bioaccesibilidad y absorción, aunque el 40% de este compuesto se comprometió durante la digestión simulada. La catequina, la quercetina y el ácido protocatecuico contenidos en los subproductos de uva los hacen atractivos para su inserción en una segunda cadena de valor con usos potenciales, como aplicaciones en las industrias alimentaria y farmacéutica. Se requiere investigación adicional para evaluar aplicaciones potenciales, asegurando que estos usos alternativos sean rentables y sostenibles.