Introdução: A osteomielite é uma infecção no espaço medular do tecido ósseo, que frequentemente envolve a cortical e o periósteo. Pode ter origem hematogênica, dentária ou traumática. Em odontologia, a causa mais comum é a infecção odontogênica, em especial as infecções endodônticas. Objetivo: Relatar o tratamento de osteomielite odontogênica em paciente pediátrico. Conduta clínica: Paciente do sexo masculino, 5 anos, encaminhado da unidade básica de saúde ao ambulatório do Hospital Universitário João de Barros Barreto para avaliação de infecção odontogênica. Clinicamente apresentava aumento de volume em região parotideomassetérica, bucal e submandibular direita, com lesão cariosa extensa no elemento 46, associada à hiperemia e supuração gengival. Ao exame tomográfico foi observado uma lesão osteolítica, com áreas de reação periosteal e em padrão permeativo, característico de osteomielite. Foi submetido a um procedimento cirúrgico sob anestesia local para exodontia do elemento 46, mantendo a manutenção de Amoxicilina com Clavulanato de Potássio como suporte medicamentoso. O paciente apresentou melhora significativa na primeira semana, com regressão do inchaço, melhora do quadro álgico, da função mastigatória e da amplitude abertura bucal. Resultados: Este mostrou melhora gradativa em um período de 1 mês de controle pósoperatório, com cicatrização satisfatória em nova análise tomográfica. Conclusão: O método de tratamento de eleição como remoção da causa e antibioticoterapia, são essenciais para um bom prognóstico e melhora geral do paciente.