O Brasil é um dos maiores produtores de grãos do mundo. O estado de Mato Grosso do Sul (MS), por exemplo, é o terceiro maior produtor de milho e quinto maior produtor de soja do País. Entretanto, entre suas maiores dificuldades está à de estabelecer um processo logístico adequado para o transporte desses grãos. O objetivo deste artigo é apresentar um modelo de decisão multicritério para escolha do modo de transporte mais adequado para os grãos produzidos em Mato Grosso do Sul. Para condução do estudo foram entrevistados oito especialistas em logística do estado de Mato Grosso do Sul e sete representantes de empresas e instituições ligadas ao segmento logístico do agronegócio. Além disso, foi estabelecido um modelo de decisão multicritério utilizando o método da Análise Hierárquica do Processo (AHP), para determinar o modal de transporte que apresenta a melhor relação custo e benefício dos atributos físicos de transporte como: velocidade, confiabilidade, capacidade, disponibilidade e frequência. Os resultados demonstraram que o modal rodoviário apesar de possuir o custo de frete mais alto é a melhor opção para o estado de MS devido aos benefícios criados por esse sistema de transporte.