Labu madu (Cucurbita moscata Duchesne ex Poiret) merupakan varietas labu kuning yang tinggi nutrisi dan berpotensi untuk dibudidayakan di Indonesia. Akan tetapi buah labu madu memiliki kadar air yang tinggi sehingga umur simpannya singkat. Untuk mengatasi permasalah ini, labu madu diolah menjadi tepung untuk memperpanjang umur simpannya. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah mengetahui pengaruh pretreatment dehidrasi osmosis sukrosa terhadap kandungan tepung labu madu serta mengetahui prediksi umur simpan tepung labu madu menggunakan model kadar air kritis. Pada penelitian ini menggunakan tiga konsentrasi larutan sukrosa (20%, 30%, 40%) dan dua waktu pengadukan (60 dan 155 menit). Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah pretreatment dehidrasi osmosis menggunakan sukrosa pada berbagai konsentrasi dan lama pengadukan berpengaruh nyata terhadap kadar air, kandungan beta karoten, dan aktivitas antioksidan tepung labu madu. Semakin tinggi kadar sukrosa dan semakin lama waktu pengadukan maka menyebabkan semakin rendah kadar air, kandungan beta karoten, dan aktivitas antioksidannya. Hasil pendugaan umur simpan tepung labu madu dengan model kadar air kritis yang dikemas menggunakan PP 0,05 mm pada kondisi suhu 28°C dan RH 75% pada sampel tanpa pretreatment adalah 235 hari, sampel dehidrasi osmosis sukrosa 20% dengan lama pengadukan 60 dan 155 menit adalah 603 dan 680 hari, sampel dehidrasi osmosis sukrosa 30% dengan lama pengadukan 60 dan 155 menit adalah 766 dan 258 hari, dan sampel dehidrasi osmosis sukrosa 40% dengan lama pengadukan 60 dan 155 menit adalah 497 dan 743 hari.