Este estudio evalúa la sucesión microbiana y su relación con la calidad de la fermentación espontánea del cacao en tres unidades productivas del Valle del Cauca (Colombia). Se realizaron fermentaciones de granos de Theobroma cacao durante cinco días bajo condiciones artesanales, monitoreando levaduras, bacterias ácido-lácticas (BAL), bacterias ácido-acéticas (BAA) y aerobios mesófilos mediante recuentos en placa, junto con pH (testa y cotiledón), azúcares reductores, temperatura y parámetros de calidad (prueba de corte e índice de fermentación). Los datos se analizaron mediante modelos mixtos y ANOVA no paramétrico. Los resultados muestran patrones sucesionales típicos, con dominancia inicial de levaduras, seguida por BAL y BAA, asociados al consumo de azúcares (64 – 98 %) y a cambios de pH y temperatura. Sin embargo, las bajas temperaturas de proceso (25 – 27 °C) limitaron la actividad microbiana y condujeron a índices de fermentación bajos (0.58 – 0.78), reflejando una fermentación incompleta. El estudio evidencia cómo las condiciones operativas influyen en la ecología microbiana y proporciona bases para el diseño de fermentaciones estandarizadas y el desarrollo de cultivos iniciadores orientados a mejorar la calidad del cacao.