Las bacterias constituyen un reservorio exorbitante de compuestos bioactivos. Entre ellas, bacterias marinas, un área poco estudiada que ha revelado gran potencial de inhibir patógenos clínicamente significativos debido a la adaptación a condiciones únicas de su entorno, ofreciendo inspiración para nuevos medicamentos. Este estudio se centra en caracterizar químicamente compuestos bioactivos extraídos de fracciones acuosas y metanólicas de la cepa probiótica “Ili” de Vibrio diabolicus al sufrir por estrés. La bacteria es cultivada en cinco medios diferentes (peptona, levadura, almidón con peptona, almidón con levadura y triptona con levadura) con distintas composiciones de carbono y nitrógeno. La composición química fue analizada mediante UPLC-MS/MS en modo de ionización positivo y negativo, junto con adquisición dependiente de datos (FastDDA). Los datos fueron procesados en MZmine y transferidos a GNPS para su identificación a través del algoritmo FBMN, lo que permitió observar la agrupación de compuestos de familias estructurales semejantes. Además, se evaluó cualitativamente la actividad antimicrobiana de las fracciones (10 mg/mL) contra Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Candida albicans, y cepas resistentes a ampicilina de Pseudomona aeruginosa, Klebsiella pneumoniae y Bacillus subtilis. Las fracciones metanólicas demostraron actividad al menos contra un microorganismo, mientras, las fracciones acuosas no tuvieron actividad antimicrobiana. Las fracciones metanólicas mostraron mayor eficiencia de extracción de metabolitos bioactivos y el medio almidón con levadura de esta fracción emergió como la más activa, inhibiendo todas las cepas probadas. Estos resultados están relacionados con 13 moléculas identificadas presentes en las fracciones metanólicas. La caracterización química reveló familias de compuestos de glicerofosfolípidos (PE(16:0/0:0)), compuestos nitrógenados (tetradecildietanolamina) y ácidos carboxílicos (ornitina). Estos compuestos según bibliografía poseen propiedades antimicrobianas, respaldando la actividad biológica observada. Este estudio explora como se modula el metaboloma de V. diabolicus, proporcionando información valiosa para futuras investigaciones sobre la producción de metabolitos bioactivos y sus propiedades antimicrobianas.