Introdução: O câncer de cabeça e pescoço é frequentemente tratado por meio de sessões de radioterapia. A radiação ionizante acomete tecidos e células saudáveis ao redor da área irradiada, tendo como uma de suas consequências as cáries de radiação. As cáries de radiação podem aparecer nos 3 primeiros meses, por isso é de suma importância o acompanhamento do paciente por um cirurgião-dentista desde o início da irradiação. Objetivo: O objetivo deste relato de caso é descrever um tratamento odontológico por um projeto de extensão, em um paciente que foi submetido a sessões de radioterapia em decorrência do desenvolvimento de uma neoplasia maligna na região de cabeça e pescoço. Como consequência, surgiram várias lesões de cárie de radiação nos dentes, com extensa destruição coronária. Conduta clínica: O protocolo de manejo preconizado é a remoção da cárie e restauração da cavidade com material restaurador. Ele foi atendido pelo Projeto de Extensão Odontologia Hospitalar para Pacientes Oncológicos da UNIFAL/MG no consultório da Associação dos Voluntários do Vida Viva em Alfenas. Os procedimentos realizados foram remoção de tecido cariado, tratamento endodôntico nos dentes que estavam extensamente destruídos e que não poderiam ser extraídos por causa da exposição prévia à radiação ionizante, restaurações em resina composta, raspagem e alisamento radicular e instrução de higiene oral. Resultado: O tratamento realizado foi de suma importância pois promoveu uma melhora e restabelecimento da saúde bucal do paciente. Conclusão: Pode-se concluir que a radioterapia é um tratamento de alta eficácia contra o câncer, porém gera efeitos adversos importantes como a cárie de radiação, que deve ser tratada com cautela, visando preservar a estrutura remanescente e adequando o meio bucal. CAAE:99846918.3.0000.5142