Objective: to compare the mortality estimated by the SAPS-3 with the observed mortality among critically ill patients admitted to an Intensive Care Unit and to identify the factors associated with death. Methods: longitudinal study carried out with secondary data from 400 critically ill patients. Estimated and observed mortality and the factors associated with death were compared. Results: there was a predominance of elderly patients (mean age 65.5 years) male (50.5%), with hospitalization financed by the Unified Health System (78.0%). The patients with the highest severity score and the highest estimated mortality were those who died (p<0.001). Death was associated with hospitalizations for infectious and parasitic diseases (p<0.001), while most patients hospitalized for external causes were discharged (p<0.001). Conclusion: the patients with the highest severity by SAPS-3 were those who died, with a predominant negative outcome among those hospitalized for infectious and parasitic diseases.Objetivo: comparar a mortalidade estimada pelo SAPS-3 com a mortalidade observada entre os pacientes críticos admitidos em uma Unidade de Terapia Intensiva e identificar os fatores associados ao óbito. Métodos: estudo longitudinal realizado com dados secundários de 400 pacientes críticos. Realizou-se a comparação da mortalidade estimada e observada, e os fatores associados ao óbito. Resultados: houve predomínio de pacientes idosos (média de 65,5 anos) do sexo masculino (50,5%), com internação financiada pelo Sistema Único de Saúde (78,0%). Os pacientes que apresentaram maior pontuação no escore de gravidade e maior mortalidade estimada foram os que evoluíram a óbito (p<0,001). O óbito esteve associado às internações por doenças infecciosas e parasitárias (p<0,001), enquanto a maior parte dos pacientes internados por causas externas receberam alta (p<0,001). Conclusão: os pacientes com maior gravidade pelo SAPS-3 foram os que evoluíram a óbito, predominando o desfecho negativo entre os internados por doenças infecciosas e parasitárias