Introdução: A miosite ossificante é uma condição benigna e autolimitada caracterizada pela formação óssea heterotópica nos músculos esqueléticos ou em outros locais de tecidos moles extraesqueléticos. É mais comum em adolescentes e adultos jovens fisicamente ativos. Sua incidência está relacionada com o trauma, mas pode ser desencadeada por doenças sistêmicas ou ser idiopática. Relato do caso: Paciente do sexo feminino, 48 anos, em investigação de lesão de partes moles da coxa direita, medindo 2,5 cm ao exame tomográfico, bordas mal definidas, descrita como suspeita para neoplasia, que foi submetida à biopsia e enviada a um laboratório de patologia. A amostra foi incluída para análise microscópica, sendo constituída por componente celular fusiforme exibindo atipia, sem mitoses, e com disposição em feixes. Foi descrita a presença de osteoclastos em menor quantidade, circundando o material semelhante ao osteoide. Além disso, o material foi submetido à técnica de imuno-histoquímica. Os achados favoreceram o diagnóstico de osteossarcoma. Em revisão anatomopatológica, realizada posteriormente, e incluindo estudo molecular do gene USP6, concluiu-se que se tratava de miosite ossificante mimetizando osteossarcoma. Conclusão: O diagnóstico diferencial entre osteossarcoma e miosite ossificante pode ser desafiador em virtude das semelhanças radiológicas e clínicas entre essas condições. No caso relatado, uma paciente feminina de 48 anos foi diagnosticada com osteossarcoma, porém, após reavaliação, o diagnóstico foi de miosite ossificante. Esse achado ressalta a importância da correlação entre achados clínicos, morfológicos e análises de biologia molecular para uma caracterização precisa da lesão, garantindo manejo adequado e evitando tratamentos desnecessários aos pacientes