Pemanfaatan minyak goreng bekas sebagai bahan baku biodiesel merepresentasikan pendekatan strategis. Hal ini dikarenakan dapat pengelolaan limbah dengan optimal menjadi penyediaan energi berkelanjutan. Akan tetapi, peran durasi reaksi dalam mengendalikan keterkaitan antara efisiensi konversi dan mutu bahan bakar masih belum dipahami secara komprehensif. Oleh karena itu, kajian ini menguantifikasi pengaruh waktu reaksi yang mendasari fenomena trade-off antara yield dan karakteristik fisikokimia biodiesel. Eksperimen dilakukan pada variasi waktu reaksi 45–90 menit dengan evaluasi parameter yield , densitas, viskositas kinematikaa, dan flash point. Hasil menunjukkan bahwa yield maksimum sebesar 85,64% dicapai pada 45 menit, kemudian menurun hingga 74,34% pada 90 menit. Sebaliknya, densitas dan viskositas meningkat secara bertahap, sementara flash point mengalami penurunan. Tren ini mengindikasikan adanya pergeseran komposisi produk yang dipicu oleh dominasi reaksi samping, termasuk reaksi reversibel dan akumulasi senyawa antara. Temuan tersebut menegaskan bahwa waktu reaksi berperan sebagai variabel pengendali distribusi komponen dalam sistem, yang secara simultan memengaruhi efisiensi konversi dan kualitas bahan bakar. Berdasarkan evaluasi terhadap parameter yield , densitas, viskositas kinematika, dan flash point, rentang waktu reaksi 45–60 menit menunjukkan keseimbangan terbaik antara efisiensi konversi dan karakteristik fisikokimia biodiesel sesuai SNI 7182:2024. Secara konseptual, studi ini memperkuat pemahaman mengenai mekanisme trade-off dalam proses transesterifikasi serta menawarkan pendekatan optimasi berbasis keseimbangan antara kuantitas dan kualitas produk