Objetivo: Verificar a relação entre níveis de BDNF (brain-derived neurotrophic fator) e dor em pacientes internados em Unidades de Terapia Intensiva (UTI). Métodos: Estudo de coorte prospectivo foi utilizado para aplicar as escalas CPOT e BPS em um grupo de 166 pacientes não verbais, adultos, médico-cirúrgicos, em uma UTI. Dois enfermeiros treinados utilizaram as versões em português do Brasil do CPOT e do BPS nas seguintes avaliações: a) repouso no início; b) após SNSPA com pressão de 14 kgf / cm2; c) durante o giro; e d) 15 minutos após o giro. A coleta de material sanguíneo para mensuração de níveis de BDFN foi realizada após algometria. Resultados: Dentre os 166 participantes, as mulheres obtiveram resultados inferiores no CPOT (p=0,033) e no BPS (p=0,033), e superiores no limiar da dor (p=0,010), se comparadas aos homens. Houve relações positivas do Tolerância CPOT Total e CPOT Expressão Facial com a idade, além de correlações do Tolerância CPOT Total e BPS Total com a Escala de Glasgow (EC). A EC e o sexo foram associados (R2=19,2-54,5%) com o escore de Standart Pain Stimulus (SPS) CPOT, do SPS BPS e do limiar da dor. Apesar de todos os esforços os níveis de BDNF não apresentaram relações de significância neste estudo. Conclusão: A utilização das escalas CPOT e BPS é satisfatória para a avaliação de pacientes em UTI. Os níveis de BDNF, no entanto, não foram relacionados a estímulos dolorosos e, por isso, são necessários mais estudos sobre o tema.