Com o intuito de quantificar o grau de sobreposição trófica entre golfinhos e a pesca de arrasto na costa central do Brasil, a dieta de golfinhos foi caracterizada e a composição ictiofaunística da captura da pesca de arrasto em Conceição da Barra foi estimada. A dieta de três espécies de cetáceos odontocetos foi investigada por meio da análise de conteúdo estomacal. Em total, foram analisadas 54 amostras de Sotalia guianensis, 18 de Pontoporia blainvillei e uma de Tursiops truncatus. A composição ictiofaunística de 45 arrastos realizados entre maio de 2014 e julho de 2015 foi estimada. Com relação à sobreposição trófica, a diferenciação na composição de presas foi testada e analisada através de análises multivariadas. O grau de sobreposição de nicho trófico entre os componentes comparados foi estimado utilizando-se o índice de Horn. Diferentes padrões ecológicos foram descritos a partir de ferramentas de modelagem de redes tróficas. Com relação à dieta de Sotalia guianensis, os cefalópodes foram o tipo de presa mais freqüente e Isopisthus parvipinnis foi a segunda presa mais freqüente. Já para Pontoporia blainvillei, Isopisthus parvipinnis foi a presa mais frequente e os cefalópodes o tipo de presa com a segunda maior frequência de ocorrência. Para o único indivíduo de Tursiops truncatus avaliado a presa com maior número de itens identificados foi Centropomus spp.. A família Scianidae apresentou o maior número de indivíduos contabilizados para todos os componentes de nível trófico superior avaliados. Este estudo contribui com novos registros de presas para a dieta de golfinhos na região. Realizou-se a primeira descrição da dieta de Pontoporia blainvillei no litoral norte do Espírito Santo. No referente aos resultados obtidos a partir da análise da rede trófica, observou-se um alto grau de sobreposição trófica entre Pontoporia blainvillei e os outros dois grupos tróficos de nível superior avaliados. A partir do presente estudo, podemos afirmar que Pontoporia blainvillei é a espécie de golfinho mais susceptível aos possíveis efeitos da competição. Dentre as espécies de peixes consideradas neste estudo, Isopisthus parvipinnis é possivelmente a espécie mais vulnerável à sobre-exploração pesqueira na região do estudo