O atual cenário de competitividade global tem exigido das empresas manufatureiras uma produção orientada à demanda, com um tempo de resposta cada vez mais curto, com produtos diferenciados, customizados e produzidos de forma sustentável, a preços corretos. As organizações, que procuram conquistar vantagens competitivas reais e duradouras, não podem mais se limitarem à otimização do processo produtivo de suas plantas, de modo singular, pois devem atuar na maior parte possível da sua cadeia de suprimentos, buscando torná-la mais flexível e ágil, reduzindo os lead times e, ao mesmo tempo, reduzindo o seu nível de inventário. Assim, este trabalho se propõe a estudar a aplicação do método de Mapeamento do Fluxo de Valor Estendido (MFVE) ao processo produtivo e à cadeia de suprimentos de uma empresa de manufatura da indústria de componentes eletromecânicos. Este método visa potencializar os resultados da manufatura enxuta, aumentando a competitividade de toda a cadeia de suprimentos. A partir de uma revisão bibliográfica, este trabalho buscou identificar o estado da arte da manufatura enxuta; do mapeamento do fluxo de valor, em uma planta e estendido à cadeia de suprimentos; e da relação com a sustentabilidade. Em seguida, utilizando-se a metodologia da pesquisa-ação, foi aplicado o método de mapeamento do fluxo de valor estendido em uma parte importante da cadeia de suprimentos da organização em estudo. Para a aplicação do MFVE, uma nova proposta de sequência de passos foi elaborada, visando facilitar a sua implementação e integrar aspectos relacionados à sustentabilidade. Os resultados obtidos nesta pesquisa evidenciam a contribuição positiva da aplicação do MFVE na organização em estudo, levando a mesma à conquista de vantagens competitivas, e sugerindo a extensão da sua aplicação em uma visão ainda mais ampla da cadeia de suprimentos em análise.