Introdução: A carga de trabalho em enfermagem é compreendida como a quantidade de tempo dedicada ao paciente, direta e indiretamente. O Nursing Activities Score (NAS) é um instrumento utilizado para mensurar o tempo da assistência de enfermagem aos pacientes em Unidade de Terapia Intensiva (UTI). Composto por sete grandes categorias e 23 itens, pode-se calcular o tempo destinado ao cuidado e considerá-lo no dimensionamento de enfermagem adequado para fornecer uma assistência segura. Objetivo: Analisar os fatores associados ao aumento da carga de trabalho de enfermagem na UTI pediátrica. Metodologia: Pesquisa retrospectiva e transversal realizada na UTI pediátrica de um hospital escola do interior de São Paulo. Foram coletados dados sócio-demográficos, clínicos e o NAS de todos os pacientes internados no ano de 2021. Primeiramente, foram testadas associações de cada variável com a pontuação do NAS por meio do ajuste de um modelo de regressão linear normal incluindo todos os fatores. Em seguida, as associações mais fortes (p < 0.20), foram levadas para um novo modelo de regressão linear normal parcimonioso. As associações foram consideradas estatisticamente significativas se p < 0.05. Análises foram feitas com o software SPSS. A pesquisa foi autorizada pelo Comitê de Ética e Pesquisa Local sob CAAE: 57893222.0.0000.5411 e parecer 5.390.511. Resultados: Participaram do estudo 442 pacientes com idade média foi de 4,7 anos. Os principais diagnósticos médicos na população foram insuficiência respiratória aguda (6,33%), infecção bacteriana não especificada (8,84%) e outras pneumonias bacterianas (2,71%). O NAS foi mensurado 1047 vezes e o NAS médio da unidade foi 81,8%. A carga de trabalho se mostrou maior nos pacientes do sexo masculino, com os grupos diagnósticos Q e Z, do CID 10, e naqueles pacientes que evoluíram ao óbito. Por outro lado, se mostrou menor, nos pacientes com o grupo diagnóstico J e naqueles pacientes que tiveram procedência do Pronto Socorro Pediátrico do município. Conclusão: Conclui-se que a UTI pediátrica apresenta uma alta carga de trabalho de enfermagem, enviado pelo NAS. A alta carga de trabalho se associou com pacientes do sexo masculino com diagnóstico de malformações congênitas, deformidades e anomalias cromossômicas e àqueles internados para investigação diagnóstica.