El tratamiento anaerobio de Aguas Residuales Urbanas (ARU) se lleva a cabo exitosamente en climas donde las temperaturas superen los 20°C. Pero a temperaturas menores se mezclan varios factores que no hacen posible que un sistema tradicional como el reactor UASB logre obtener satisfactorias remociones de materia orgánica. En esta investigación se usa un sistema de dos fases, en el cual el primer reactor incrementa la solubilización de materia orgánica particulada (modalidad tanque agitado) y un segundo reactor metanogénico realiza la remoción de la materia orgánica disuelta (reactor UASB). El sistema de dos fases se compara con un reactor UASB tradicional. El ARU utilizada tenía una fracción de sólidos suspendidos del 70% y la temperatura varío entre 11 y 23°C. El sistema de dos fases obtiene mejores remociones que el sistema de una fase, y esto es debido a que el reactor de solubilización a bajas temperaturas logra incrementar la fracción soluble inicial a partir de la hidrólisis de los sólidos suspendidos. De esta forma ingresa al reactor UASB-dos fases mayoritariamente productos de fermentación y materia orgánica disuelta que pueden ser degradados eficientemente a bajas temperaturas en este reactor. A pesar de tener una baja concentración de biomasa en el reactor de solubilización y ser completamente floculenta, posee una actividad hidrolítica que se incremento a través del tiempo de operación. Por otra parte la biomasa del reactor UASB-dos fases se mantiene granular con buena actividad hidrolítica y metanogénica, destacándose la alta actividad acidogénica en este reactor y la alta Vs de 0,9 m/h con la cual opera sin producirse lavado de biomasa. En cambio en el sistema de una fase no puede operar con una Vs mayor de 0,5 m/h sin lavar el reactor, y a pesar de obtener una biomasa de alta concentración esta es totalmente floculenta y con bajas actividades hidrolítica, acidogénica y metanogénica, lo cual explica por que este istema no es capaz de soportar sobrecargas orgánicas ni tampoco obtener remociones satisfactorias de materia orgánica a diferencia del sistema de dos fases. The anaerobic treatment of urban wastewaters (UWW) is carried out successfully in climates with temperatures higher than 20°C. However, at lower temperatures, there is an association of several factors that prevents a traditional system as the UASB reactor to remove organic matter satisfactorily. This research used a two‐phase system in which the first reactor incremented the solubilization of the particulate organic matter (stirred tank type) and a second methanogenic reactor removed the dissolved organic matter (UASB reactor). The two‐phase system can be compared with a traditional UASB reactor. The urban wastewater used presented a suspended solid fraction of 70% and a temperature ranging from 11 to 23°C. The two‐phase system accomplished higher removals than the single‐phase system, because the solubilization reactor at low temperatures was able to increment the initial soluble fraction from the hydrolysis of the suspended solids. Thus, the inflow into the two‐phase UASB reactor was made up mostly of fermentation products and dissolved organic matter that could be efficiently degraded at low temperatures. Although there was a low concentration of biomass in the solubilization reactor, it was completely flocculent and had a hydrolytic activity that was increased during the operation time. On the other hand, the biomass in the two‐phase UASB reactor maintained a granular characteristic with good hydrolytic and methanogenic activity. It is worth mentioning the intense acidogenic activity in this reactor and the high Vs of 0.9 m/h with which it operated without producing biomass washout. Conversely, the single‐phase system could not operate with a Vs higher than 0.5 if the reactor was not washed, and although a high concentration biomass could be obtained, it was totally flocculent and presented low hydrolytic, acidogenic and methanogenic activity, which explains why this system was not able to stand organic overloads, nor remove organic matter satisfactorily in comparison with the two‐phase system.