Este trabalho se propõe a apresentar um modelo de avaliação e design sociotécnico para a reorientação da estrutura organizacional, das práticas e cultura da assistência farmacêutica (af). partindo do pressuposto de que esta abordagem pode ser uma estratégia em resposta às problematizações apontadas nos estudos de avaliação da af municipal, evidenciou-se a necessidade de promover a organização dos serviços farmacêuticos na lógica das necessidades, pautando-se na satisfação com os serviços e/ou com o atendimento de demandas referidas por usuários e/ou por gestores e trabalhadores, na autonomia decisória, na participação, na disseminação de conhecimentos estratégicos, bem como na expectativa de que os resultados aqui obtidos possam contribuir para implementações de inovações para um desenvolvimento sustentável. a metodologia utilizada foi o estudo de caso retrospectivo, de natureza qualitativa que utiliza dados quantitativos, cuja abordagem foi a triangulação de métodos, o que possibilitou a interação, a crítica intersubjetiva e a comparação. os resultados obtidos evidenciaram que as fragilidades na estrutura organizacional da af foram influenciadas por uma concepção reducionista da sua finalidade, como uma estrutura técnica para promover a disponibilidade dos medicamentos. a aplicação da visão sistêmica nesta tese, desde a revisão teórica até a proposição dos modelos de design e avaliação, oportunizou a compreensão de sua complexidade e contribuiu para elencar necessidades relacionadas com suas operações fundamentais e, assim, implementar inovações no sistema sociotécnico da af para que atendam às necessidades sociais, promovam o acesso e uso racional de medicamentos e contribuam com o desenvolvimento sustentável do sistema de saúde municipal.