Introdução: A sinusite e a pulpite irreversível são entidades patológicas que ocasionam dores semelhantes, tornando o diagnóstico mais desafiador. A pulpite irreversível sintomática tem como diagnóstico diferencial, a sinusite. Objetivo: Relatar um caso clínico de pulpite irreversível no primeiro molar superior esquerdo, com detecção tardia de sinusite que possibilitou a remissão dos sintomas após diagnóstico e tratamento médico da sinusite. Conduta clínica: Paciente, sexo masculino, 47 anos, sistemicamente saudável, encaminhado para tratamento endodôntico do primeiro molar superior esquerdo. Na anamnese o paciente relatou dor espontânea, contínua, intensa e difusa, dor a percussão vertical, resposta negativa a palpação apical e inconclusiva ao teste de sensibilidade pulpar ao frio devido a restauração extensa, ausência de edema e de fístula. Ao exame radiográfico, observado restauração extensa, próximo à câmara e cárie secundária. O diagnóstico de pulpite irreversível sintomática, e comprovou-se após observar sangramento no interior da cavidade pulpar. O tratamento para o caso foi a biopulpectomia, empregando odontometria eletrônica, preparo com limas reciprocantes (Primary e Medium), agitação da substância química auxiliar, e posteriormente a obturação do canal radicular. Mesmo após a intervenção houve a persistência da dor, dessa forma foi solicitado a tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) com suspeita de trinca, em que se observou envolvimento sinusal. O paciente foi encaminhando para conduta médica. Resultados: Após o tratamento odontológico e médico, o paciente manteve-se assintomático e o dente está em função. Conclusão: O diagnóstico de sinusite é desafiador, requer exames clínico e radiográfico minuciosos, experiência clínica e a TCFC possibilitou apresentar uma hipótese diagnóstica de sinusite. A remissão completa da sintomatologia dolorosa foi possível após o tratamento endodôntico e médico especializado.