Transformator merupakan komponen vital dalam transmisi dan distribusi tenaga listrik, dengan minyak transformator berperan penting dalam memastikan umur panjang dan efisiensi perangkat ini. Minyak transformator harus memiliki konduktivitas termal rendah, stabilitas oksidasi tinggi, sifat dielektrik baik, dan viskositas rendah. Salah satu faktor utama yang mempengaruhi performa minyak adalah kontaminasi air, yang dapat mempercepat penuaan isolasi, menurunkan Partial Discharge Inception Voltage (PDIV), dan meningkatkan risiko evolusi gelembung pada kondisi panas. Mengukur dan mengendalikan kadar air dalam minyak transformator menjadi sangat penting untuk pemeliharaan dan pengoperasian yang optimal. Penelitian ini memperkenalkan penggunaan sensor ultrasonik untuk mengukur kadar air dalam minyak transformator. Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai Time of Flight (ToF) gelombang ultrasonik menurun seiring meningkatnya kadar air, yang mengindikasikan peningkatan kecepatan akustik. Kecepatan akustik terbukti berkorelasi positif terhadap kadar air. Dari pengujian menggunakan media aquades, diperoleh kecepatan gelombang rata-rata sebesar 1516,488 m/s dengan error relatif sebesar 1,3223% terhadap nilai referensi 1496,7 m/s. Sementara itu, pengukuran terhadap minyak transformator dengan kadar air 8 ppm, 23 ppm, dan 33 ppm menghasilkan error masing-masing sebesar 33,09%, 8,77%, dan 1,39% terhadap nilai referensi, yang menunjukkan peningkatan akurasi pada kadar air yang lebih tinggi. Penelitian ini memberikan pendekatan alternatif dalam pemantauan kondisi minyak transformator secara real-time dan berpotensi meningkatkan efektivitas sistem pemeliharaan prediktif pada peralatan kelistrikan.