El accidente cerebrovascular isquémico (IS) es la segunda causa principal de muerte en todo el mundo, caracterizado por una alta incidencia y alta tasa de discapacidad. La modificación de proteínas por la pequeña molécula similar a ubiquitina (SUMO) es una importante modificación postraduccional que juega un papel crucial en el desarrollo del IS. Este artículo revisa la relación entre la modificación SUMO y el IS en términos de regulación de la neuroinflamación, dinámica mitocondrial, apoptosis, estrés oxidativo y angiogénesis, además de resumir los posibles objetivos terapéuticos dirigidos a la modificación SUMO, proporcionando nuevas direcciones para el tratamiento clínico del IS.