La molienda mecánica de baja energía, utilizada para el refinamiento de tamaño de partícula, ofrece una ruta de producción de alto volumen y bajo costo. Sin embargo, la energía impartida no es suficiente para alcanzar tamaños nanométricos bajo los parámetros de procesamiento establecidos. En este trabajo se estudió el uso de diferentes aditivos metálicos en la molienda de alúmina para mejorar el refinamiento de partículas, con el fin de alcanzar el tamaño nanométrico. Los polvos resultantes fueron caracterizados mediante análisis de tamaño de partícula por difracción láser (ATP), difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido acoplada con espectroscopía de energía dispersa (MEB-EDS) y microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HR-TEM). Los resultados indican que, a mayor ductilidad del metal empleado como aditivo, mayor es el volumen de nanopartículas de alúmina obtenidas, siendo de 15 % y 25 % para zinc y cobre, respectivamente. Se determinó que la cantidad de aditivo metálico necesaria para alcanzar el volumen máximo de nanopartículas de alúmina es del 25 % vol. Asimismo, se observó que la alta ductilidad del metal controla dos procesos durante la molienda: la velocidad de refinamiento del tamaño de partícula de la alúmina (mayor con metales de baja ductilidad) y la capacidad de atrapamiento de nanopartículas de alúmina (mayor con metales de alta ductilidad). Finalmente, se identificó que el molino horizontal de bolas presenta un límite de efectividad de refinamiento (LER) de 300 nm para la alúmina. Este límite se alcanza a las 100 h de molienda cuando no se usan aditivos metálicos. Al emplear zinc y cobre, el LER de la alúmina se logra en 16 h y 25 h, respectivamente.