O presente estudo objetivou avaliar a cinética de sorção e dessoção da atrazina em solo cultivado com plantas de cobertura. Utilizou-se amostras obtidas de um experimento conduzido a campo em um Latossolo Vermelho Amarelo (LVA), no ecótono Cerrado-Amazôna. O experimento foi instalado em esquema de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram compostos pelo cultivo de soja em sistema convencional (testemunha), soja em sistema de semeadura direta e mais quatro tratamentos de soja ou milho em rotação com plantas de cobertura, formando as seguintes combinações: soja e milheto; soja e braquiária; milho e braquiária; soja e crotalária. A metodologia de Batch Equilibrium foi utilizada nos ensaios de sorção e dessorção da atrazina. Avaliou-se também carbono orgânico total (COT), carbono lábil (CL), teor de carbono nas frações humificadas da matéria orgânica do solo (ácido fúlvico, ácido húmico e humina), coeficiente de partição do carbono orgânico (Koc) e o pH. Em todos os tratamentos a isoterma de Freundlich ajustou-se adequadamente ao descrever a cinética de sorção da atrazina. A utilização de plantas de cobertura nos sistemas de rotação propiciou aumento da sorção (Kf) e redução da dessorção da atrazina; esse efeito é atribuído ao acréscimo dos teores de COT, CL e Koc, proporcionado pelo cultivo das plantas de cobertura. Houve correlação positiva entre o Koc e o Kf, admitindo a importância do compartimento orgânico do solo no processo de sorção da atrazina. O aumento da sorção e redução da dessorção indica que a utilização de plantas de cobertura em rotação de cultura é uma alternativa viável para a mitigação da lixiviação de atrazina no solo.