This article analyses the relationship between intra-urban inequalities and sustainable development in the main cities of Oaxaca, under the hypothesis that, with a higher degree of development, intra-urban inequalities decrease. The main component statistics technique and the Gini index methodology are used to measure intra-urban inequality. The HDI methodology, adding the environmental dimension, is used to measure sustainable development. The results show that the greater the development, the greater the intra-urban inequalities. It is concluded that the development process that has been implemented in the cities has not had the desired effect, causing imbalances in the urban territory, in addition, that it has not contributed enough to the achievement of sustainable development.El presente artículo analiza la relación entre las desigualdades intraurbanas y el desarrollo sustentable en las principales ciudades de Oaxaca, bajo la hipótesis de que, a mayor grado de desarrollo, las desigualdades intraurbanas disminuyen. Para la medición de la desigualdad intraurbana se utiliza la técnica de estadística de componentes principales y la metodología del índice de Gini. La metódica del IDH, agregando la dimensión ambiental, es utilizada para la medición del desarrollo sustentable. Los resultados muestran que a mayor desarrollo, mayores serán las desigualdades intraurbanas. Se concluye que el proceso de desarrollo que se ha implementado en las ciudades no ha tenido el efecto deseado, ocasionando desequilibrios en el territorio urbano, sumado a que no ha aportado lo suficiente para el logro de un desarrollo sustentable.