Ascite peritoneal é uma característica distinguível de pacientes com câncer de ovário avançado e é formada por uma resposta inflamatória ao tumor maligno. A presença de diferentes subtipos de linfócitos tem sido relatada por exercer funções ativadoras ou inibidoras na resposta imune contra o tumor neste microambiente tumoral. Caracterizamos o líquido ascítico de pacientes com câncer de ovário em relação aos subtipos de linfócitos, citocinas e atividade funcional das células natural killer (NK). Descrevemos as características fenotípicas e moleculares de uma linhagem tumoral de ovário CAISMOV24, estabelecida a partir de uma amostra de ascite carcinomatosa obtida durante o estudo, e comparar as alterações genômicas entre a linhagem e suas células primárias. O desempenho funcional das células NK foi distinta entre ascites carcinomatosas e não carcinomatosas. As ascites carcinomatosas apresentaram um microambiente tumoral imunossupressor, com altos níveis de linfócitos T-reg, supressão dos receptores ativadores da células NK e reposta ineficiente das células NK ao estímulo com IL-2, medida através da degranulação.