La eliminación de los residuos sólidos urbanos en los rellenos sanitarios es un método muy extendido en la mayoría de los países. Después de su disposición los residuos se degradan generando lixiviados como uno de los subproductos resultantes. En el presente estudio se determinaron las dosis y condiciones óptimas del proceso Fenton por etapas y se evaluó el desempeño del proceso teniendo como indicadores la reducción de color y DQO analizada al inicio y al final de cada etapa Fenton. Las remociones de DQO, DBO5 y color con el proceso Fenton alcanzaron 95.12%, 80% y 99.3%. Las especies de alcanos, alquenos, alcoholes cíclicos, alquilamina acíclica, HC aromáticos o policíclicos, cetonas, materia orgánica con anillos de benceno, y todas las macromoléculas orgánicas complejas presentes en el LC fueron removidas por completo. Las especies FAME's de cadena sencilla quedaron refractantes en el lixiviado final. El IB aumentó considerablemente a un valor de 0.48 siendo apta la aplicación de un postratamiento biológico.