La presente investigación propone la implementación de una planta desalinizadora de agua de mar para incrementar el nivel de servicio de agua potable de las ciudades del litoral de Lambayeque. El estudio de mercado analizó el comportamiento de la demanda y oferta, determinando la existencia de una demanda insatisfecha de 4 925 474 m3, a partir de la cual se estableció que la demanda del proyecto abarcará el 90% de esta, confirmando la viabilidad comercial del proyecto. Así mismo, se realizó un estudio de localización que determinó la ubicación de la planta, mediante la matriz de factores ponderados, entre los distritos de Pimentel y Santa Rosa. También se desarrolló el estudio de ingeniería que analizó la viabilidad tecnológica, mediante la descripción del proceso productivo y requerimiento de materia prima, maquinaria y mano de obra para la producción de agua potable para una capacidad de 17 049,7 m3/día. El diseño de planta se realizó a través de dos metodologías: Guerchet y Systematic Layout Planning. Finalmente, al analizar la viabilidad económica y financiera se obtuvo un VAN de S/ 4 505 045,24 y una tasa interna de retorno de 23% mayor al TMAR global de 16%, considerando viable el proyecto. Además, se obtiene un beneficio del 29% por cada sol invertido, en un tiempo de retorno de 3 años y 4 meses.