Introdução: As diferenças de sexo parecem influenciar a saúde bucal dos brasileiros. Objetivo: Avaliar as disparidades de sexo nos desfechos de saúde bucal em adolescentes brasileiros, nas faixas etárias de 12 e 15-19 anos. Material e método: Foram utilizados dados secundários da Pesquisa Nacional de Saúde Bucal SB Brasil 2010, em um estudo transversal. A amostra consistiu em adolescentes de 12 anos (n=7.247) e de 15-19 anos (n=5.455). Exames clínicos foram realizados por cirurgiões-dentistas previamente treinados e calibrados, registrando informações sobre cárie dentária, doença periodontal e má oclusão. Além disso, um questionário abordando dor de dente, autopercepção, acesso aos serviços odontológicos e qualidade de vida relacionada à saúde bucal foi aplicado. Análises descritivas e modelos de regressão foram realizados, considerando um nível de significância de p<0,05. Resultados: Os resultados mostraram que aos 12 anos, os adolescentes do sexo masculino apresentaram 65% mais chances de ter cálculo dentário (p<0,001) e uma média de 28% a mais de sextantes com cálculo (p=0,002), em comparação com as adolescentes do sexo feminino, que tiveram 41% mais chances de ter dor de dente (p=0,003). No grupo de 15 a 19 anos, as adolescentes do sexo feminino tiveram, em média, 41% mais dentes permanentes restaurados (p=0,001), um índice CPOD 25% maior em média (p=0,004), 38% mais chances de ter dor de dente (p=0,027), 49% mais chances de necessitar de tratamento dentário (p=0,007) e 59% mais chances de experimentar algum impacto nas atividades diárias devido à saúde bucal (p=0,001). Conclusão: Em conclusão, este estudo evidencia associações significativas entre sexo e qualidade de vida relacionada à saúde bucal, experiência de cárie, dor de dente, cálculo dentário e necessidade de tratamento em adolescentes brasileiros. Esses achados destacam a importância de abordar as desigualdades de sexo na saúde bucal e podem subsidiar políticas de saúde direcionadas a melhorar a saúde bucal dos adolescentes.