La dispensación de medicamentos es un servicio esencial dentro de la Atención Farmacéutica y, en el ámbito hospitalario, la creciente demanda ambulatoria ha generado nuevos retos organizativos y de calidad. El objetivo del estudio fue evaluar la aplicación práctica de un Procedimiento Normalizado de Operación (PNO) para la dispensación a pacientes ambulatorios mediante un estudio piloto realizado en el Hospital Materno Infantil Morelos. Se llevó a cabo una investigación descriptiva, observacional y transversal entre enero de 2022 y diciembre de 2023. Mediante la técnica Ishikawa se identificaron causas que afectan la calidad del servicio, y a través de votación ponderada de consenso se seleccionaron los indicadores de calidad. Con base en guías nacionales e internacionales y la evidencia de la última década se diseñó un PNO que incluyó objetivo, alcance, responsabilidades, desarrollo, registros e indicadores. El análisis identificó cinco categorías principales (organizacional, ocupacional, física, financiera y proceso) y 29 subcausas, siendo la estructura ocupacional y el proceso las de mayor ponderación (80%). Se establecieron 13 indicadores de calidad: seis de estructura, cinco de proceso y dos de resultados. El PNO incorporó además una base de datos y una guía farmacoterapéutica. Durante el estudio piloto de un mes, se atendieron 100 pacientes y se dispensaron 218 medicamentos, de los cuales 72% correspondieron a antibióticos. Se detectaron 39 problemas relacionados con medicamentos, principalmente la duración inadecuada del tratamiento (53.8%), y se realizaron 115 intervenciones farmacéuticas, en su mayoría de carácter educativo. El Índice de Eficacia del Procedimiento (IEP) alcanzó un promedio de 73.3%, superando el valor mínimo esperado (≥60%). En conclusión, el PNO demostró ser eficaz para mejorar la calidad de la dispensación ambulatoria en el hospital.