A aplicação de vinhaça é prática comum no manejo da cultura da cana-de-açúcar. Assim, objetivou-se avaliar os atributos físicos do solo, em área cultivada com cana-de-açúcar, após aplicação de doses de vinhaça. O estudo foi realizado em um Latossolo Vermelho distroférrico, franco argilo arenoso, cultivado com soqueira de terceiro ano de cana-de-açúcar. O delineamento utilizado foi de blocos casualizados em esquema de parcelas sub subdividida (4x4x3) sendo avaliadas quatro doses de vinhaça (0; 450; 600 e 750 m3 ha-1), quatro profundidades (0,0-0,5; 0,5-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m), e três ocasiões de avaliação (38, 75 e 111 dias) após aplicação da vinhaça, com cinco repetições. Foram retiradas amostras com estrutura preservada e determinados: a densidade do solo (DS), macroporosidade (Macro), porosidade total (PT), diâmetro médio geométrico (DMG), diâmetro médio ponderado (DMP) e teor de matéria orgânica (MO). O aumento das doses de vinhaça diminuiu a densidade do solo, aumentou a Macro, PT, DMG, DMP e MO, demonstrando melhoria dos atributos físicos do solo.