O objetivo deste estudo foi analisar os impactos dos modelos mentais dos empreendedores sobre o desempenho organizacional. Na literatura se identificou que parte dos modelos mentais podem ser formados pelas seguintes dimensões: Conhecimentos, Habilidades Emocionais, Mente Linear, Relacionamento, Comunicação, Estratégia, Criatividade e Inovação, e Vocação. A partir de uma pesquisa descritiva quantitativa, os dados foram analisados por meio de estatísticas multivariadas, utilizando-se a Modelagem de Equações Estruturais. Mediante a verificação do coeficiente de determinação (R²), identificou-se que 27,1% do desempenho organizacional é explicado pelos modelos mentais dos empreendedores. As dimensões que mais impactaram no desempenho organizacional foram: (i) Criatividade e Inovação; (ii) Comunicação e (iii) Habilidades Emocionais. Dentre as contribuições deste trabalho destaca-se primeiro, a compreensão de como e quanto as dimensões influenciam no desempenho organizacional, segundo, na validação de uma escala para mensurar as dimensões dos modelos mentais dos empreendedores e seus impactos sobre o desempenho organizacional.