Penelitian ini mengevaluasi potensi ekstrak daun belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi L.) sebagai pengawet alami untuk mempertahankan mutu filet ikan patin (Pangasius hypophthalmus) selama penyimpanan dingin (5°C ± 2°C). Filet direndam selama 30 menit dalam larutan ekstrak dengan variasi konsentrasi 0% (kontrol), 5%, 10%, dan 15%, kemudian disimpan pada suhu dingin dan diamati pada beberapa waktu simpan hingga penyimpanan terpanjang yang diuji. Parameter yang dianalisis meliputi Angka Lempeng Total (ALT), Coliform/Escherichia coli, pH, serta uji organoleptik (kenampakan, bau, tekstur, dan rasa) menggunakan score sheet dan panelis agak terlatih. Data dianalisis menggunakan ANOVA pada taraf 5% dan uji lanjut BNJ. Hasil menunjukkan bahwa pemberian ekstrak daun belimbing wuluh menekan peningkatan ALT dibanding kontrol selama penyimpanan, dengan konsentrasi 10% memberikan performa paling efektif pada akhir penyimpanan, sementara peningkatan konsentrasi lebih tinggi tidak selalu memperkuat efek penghambatan. Coliform/E. coli tidak terdeteksi pada seluruh perlakuan dan waktu simpan (memenuhi batas SNI 7388:2009). Nilai pH filet pada perlakuan ekstrak cenderung lebih rendah dibanding kontrol, meskipun meningkat kembali pada penyimpanan lanjut. Secara organoleptik, seluruh atribut menurun seiring waktu simpan; perlakuan ekstrak berpengaruh nyata terhadap tekstur, sedangkan kenampakan, bau, dan rasa tidak menunjukkan perbedaan nyata antar konsentrasi. Temuan ini mengindikasikan bahwa perendaman ekstrak daun belimbing wuluh, khususnya pada konsentrasi 10%, berpotensi diterapkan untuk memperlambat kemunduran mutu filet patin dalam rantai dingin, dengan perhatian pada konsekuensi sensori pada aplikasi produk.