Introdução: O odontoma dilatado é uma alteração de desenvolvimento do órgão dental, sendo atualmente considerada a forma mais severa do dente invaginado, que frequentemente resulta no desenvolvimento de um dente anômalo. A patogênese desta lesão está relacionada ao trauma local, infecção e fatores genéticos. A patologia é mais comumente encontrada na dentição permanente, nos incisivos laterais superiores, sendo rara sua apresentação em dentes posteriores. Radiograficamente, o odontoma dilatado apresenta-se como uma massa radiopaca arredondada com um centro radiolúcido. Objetivo: Relatar um caso de odontoma dilatado na região posterior direita da mandíbula. Conduta clínica: Paciente do sexo feminino, 29 anos, buscou atendimento do Departamento de Odontologia da UFRN, queixando-se de dor na região do dente 48 há cerca de um ano, não possuia história médica pregressa. Ao exame clínico, foi constatado que o elemento dentário em questão estava semi-incluso, e foi solicitada uma radiografia panorâmica para análise. O exame de imagem relatou uma lesão de aproximadamente 1,5cm, de contornos regulares e com densidade semelhante à do esmalte dentário, apresentando, no interior, uma área radiolúcida mimetizando a câmara pulpar. Foi agendada a exodontia do elemento dentário e biópsia excisional da lesão, que tinha como hipótese clínica um odontoma complexo. Resultados: Os cortes histológicos revelaram fragmentos de dentina e adjacente presença de tecido conjuntivo fibroso, confirmando o diagnóstico clínico de um odontoma dilatado. Conclusão: Portanto, cabe ao cirurgião-dentista ter conhecimento sobre características clínicas e histopatológicas da lesão. Evidenciando a importância do correto diagnóstico e conduta clínica.