Material komposit berbasis serat alam memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai material alternatif karena dapat memanfaatkan sumber daya alam dan bahan yang kurang termanfaatkan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi komposisi serat agave dan serbuk kayu nangka terhadap kekuatan bending komposit bermatriks resin poliester serta mengidentifikasi pola kerusakan spesimen setelah pengujian. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen dengan variasi komposisi yang ditentukan menggunakan Design of Experiments (DOE). Serat agave diberi perlakuan alkali menggunakan larutan NaOH 5%, kemudian spesimen dibuat dengan metode hand lay-updan dipotong sesuai standar ASTM D790. Pengujian bending dilakukan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) untuk memperoleh nilai tegangan lentur dan modulus elastisitas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai tegangan lentur komposit berkisar antara 20,9–37,7 MPa. Nilai tegangan lentur tertinggi sebesar 37,7 MPa diperoleh pada komposisi 37,07% serat agave, 17,50% serbuk kayu nangka, dan 45,43% resin poliester. Pada komposisi tersebut juga diperoleh nilai modulus elastisitas tertinggi sebesar 1.770 MPa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi komposisi bahan penyusun berpengaruh terhadap sifat mekanis komposit, dengan serat agave berperan sebagai penguat utama, serbuk kayu nangka sebagai filler, dan resin poliester sebagai matriks. Dengan demikian, komposit serat agave dan serbuk kayu nangka bermatriks resin poliester berpotensi dikembangkan sebagai material alternatif berbasis bahan alam.