Актуальность статьи аргументирована тем обстоятельством, что ключевым элементом формирования устойчивой биоэкономической парадигмы в современных условиях является повышение ценности отходов, что подразумевает активизацию научного поиска моделей, инструментов, механизмов их валоризации. Целью исследования является обоснование концептуальной модели создания цепочки добавленной стоимости на основе биологического сырья, полученного в виде отходов пищевой промышленности. В статье рассмотрены динамика показателей отходоообразования, выявлены основные тенденции, интеграция концепции цепочек добавленной стоимости М. Портера применительно к биологическому сырью из отходов. Авторами осуществлена научная интерпретация механизмов формирования добавленной стоимости при валоризации отходов овощей и фруктов и отходов мясомолочной продукции в контексте достижения одной из основных целей биоэкономики, а именно получения широкого разнообразия продуктов с высокой добавленной стоимостью путём преобразования образующихся в секторах экономики пищевых отходов. Результаты исследования авторов могут использоваться на федеральном и региональном уровнях государственного управления, при подготовке отраслевых, территориальных проектов, программ экономического развития, а также хозяйствующими субъектами агропромышленного комплекса РФ.