Introdução: No processo de atenção à saúde dos usuários, os profissionais da Atenção Primária à Saúde estão sujeitos ao estresse ocupacional. O engagement compreende um estado mental, disposicional e positivo de intenso prazer e conexão profunda com a ação laboral, sendo um indicador de saúde do trabalhador. Objetivo: Avaliar os níveis de estresse ocupacional e engagement em trabalhadores da atenção primária à saúde de um município de pequeno porte do interior paulista. Métodos: Estudo quantitativo, descritivo, correlacional e transversal, realizado no município de Adamantina, São Paulo, no ano de 2017, com uma amostra não probabilística, de conveniência, que incluiu 85 trabalhadores das unidades de Atenção Primária à Saúde. Foram utilizados três instrumentos autoaplicáveis: um elaborado pelos pesquisadores, contendo variáveis sociodemográficas; a Escala de Estresse no Trabalho (EET) e a Utrech Work Engagement Scale (UWES). Resultados: Prevalência de trabalhadores do sexo feminino (72,6%), com 40 anos ou mais de idade (45,9%). A idade variou de 22 a 59 anos, com mediana de 39 anos (média = 41,5; ±9,9 anos). O tempo de atuação na Atenção Primária à Saúde variou de 4 meses a 33 anos, com mediana de 4 anos e 4 meses. Trinta e um trabalhadores (36,5%) apresentaram escores compatíveis com estresse importante (>2,5). O engagement apresentou médias de 4,1 (±1,2) a 4,4 (±1,4). Ambas as dimensões obtiveram níveis de engagement classificados como altos. O estresse ocupacional e o engagement correlacionam-se negativamente. Conclusões: Os trabalhadores apresentaram altos níveis de engagement; mais de um terço apresentou escores compatíveis com estresse ocupacional importante. Trabalhadores com elevados níveis de estresse ocupacional tendem a ter engagement mais baixo.