Considerando a importância dos microrganismos do solo, objetivou-se avaliar a biomassa e atividade microbiana em um Argissolo Vermelho-Amarelo, submetido aos sistemas de plantio direto e convencional e às sucessões de culturas milho-feijão e soja-trigo por dez anos. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema de parcelas subdivididas, com três repetições. Nas parcelas foram dispostos os sistemas de plantio, e nas subparcelas, as sucessões de culturas. Amostras de solo foram coletadas nas profundidades 0-5, 5-10 e 10-15 cm, e nelas determinadas o carbono da biomassa microbiana, respiração basal do solo e o carbono orgânico total, e calculados os índices quociente metabólico e quociente microbiano. Não houve diferença no carbono da biomassa microbiana entre os sistemas de plantio e as sucessões de culturas em nenhuma das profundidades amostradas. A taxa respiratória dos microrganismos diferiu entre sucessões de culturas na profundidade de 0-5 cm, com maior valor para a sucessão soja-trigo. O carbono orgânico nas profundidades de 5-10 e 10-15 cm foi 27,1 e 37,5% maiores no plantio convencional do que no plantio direto, respectivamente. O quociente microbiano, na profundidade de 10-15 cm, foi maior no plantio direto. Conclui-se que as sucessões de culturas influenciam a taxa respiratória dos microrganismos no solo, principalmente em menor profundidade. A sucessão soja-trigo proporciona maior atividade dos microrganismos no solo estudado. Não houve diferença na biomassa e atividade microbiana entre os sistemas analisados nas camadas superficiais do solo, após dez anos de cultivo consecutivos, possivelmente porque não houve, em ambos, restrições químicas e/ou físicas marcantes, como compactação.