Este ensayo analiza la importancia del caso “Karen Atala vs. Chile”: el primer caso de discriminación por orientación sexual enviado a la Corte Interamericana de Derechos Humanos para su resolución. En primer lugar, se contextualiza el caso en el debate cultural contemporáneo en Latinoamérica y en Chile sobre la diversidad sexual y los modelos tradicionales de familia. Después de abordar los hechos del caso que dieron origen a la demanda, se analizan los principales derechos humanos implicados (los derechos a la igualdad y no discriminación, privacidad, protección judicial y derechos de las niñas), comprendidos en la Convención Americana de Derechos Humanos, así como el incumplimiento del Estado chileno de sus obligaciones internacionales para respetarlos. Finalmente, se exploran los posibles desenlaces del caso: la condena o absolución por la Corte Interamericana al Estado de Chile y sus consecuencias en el ámbito interno. Asimismo, se apuntan algunas conclusiones respecto de la relevancia que este caso tiene para los derechos de las personas que se encuentran más allá de la heteronormatividad y sus potenciales contribuciones para fijar estándares internacionales de derechos humanas en el camino a la construcción de una jurisprudencia de género en las Américas.