Introdução: Uma das estratégias do ministério da saúde para a reorientação da formação em saúde, em consonância com os princípios do Sistema Único de Saúde (SUS), é o programa de educação pelo trabalho para a saúde (PET Saúde). Tem como objetivo geral promover a formação de grupos de aprendizagem tutorial, em áreas estratégicas para o SUS, sendo um instrumento para qualificação em serviço, dos profissionais da saúde, com vistas à iniciação ao trabalho e a realização de vivências entre estudantes de graduação, em serviços de saúde, segundo as necessidades da população. Objetivo: relatar a experiência de discentes do curso de enfermagem da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, em atividade de extensão desenvolvida pelo PET-Saúde/Vigilância em Saúde. Metodologia: Estudo descritivo, do tipo relato de experiência, da atividade de extensão realizada no departamento de vigilância em saúde, da Secretaria Municipal de Saúde, de Natal/RN. A experiência foi vivenciada durante os meses de maio a julho de 2011, sendo as atividades desenvolvidas nos seguintes setores: setor de estatísticas vitais; centro de informações estratégicas de vigilância em saúde; núcleo de vigilância do óbito materno e infantil/fetal; núcleo de serviços de saúde da vigilância sanitária; núcleo de agravos notificáveis; e núcleo de agravos imunopreveníveis. Resultados: Entre as atividades desenvolvidas pelos estudantes destacaram-se: coleta de declarações de óbito e de nascidos vivos, bem como digitação dos dados, respectivamente, no sistema de informações sobre mortalidade e no sistema de informações sobre nascidos vivos; busca ativa em instituições de saúde e a investigação domiciliar de óbitos e de doenças ou agravos de notificação compulsória; busca ativa de nascimentos e óbitos no município de Natal/RN, com o cruzamento de informações disponíveis em maternidades, hospitais, unidades básicas de saúde e os dados existentes nos sistemas de informação relacionados; conhecimento sobre o fluxo das informações de agravos notificáveis, desde a notificação até a investigação e análise dos dados. Conclusão: Ao sair do campo de conhecimentos teóricos para o campo da prática, os acadêmicos tiveram a possibilidade de conhecer novas realidades, fortalecendo o seu processo de formação. Assim, reconheceram a importância da vigilância em saúde para o cuidado à saúde da população, percebendo a relevância do trabalho desenvolvido por todos os atores envolvidos.