Introdução: A Membrana de Oxigenação Extracorpórea (ECMO) funciona como um dispositivo de suporte cardiopulmonar quando há falência cardíaca e/ou respiratória aguda e potencialmente reversível, indicada quando o paciente não responde ao tratamento clínico convencional. Trata-se de uma terapêutica complexa, requer equipe treinada e custo financeiro alto para o sistema de saúde. Neste cenário o/a enfermeiro/a presta assistência holística de forma contínua e ininterrupta ao paciente em suporte da ECMO compondo peça-chave da equipe multiprofissional. Objetivo: Relatar a assistência do/a enfermeiro/a ao paciente pediátrico em suporte da membrana de oxigenação extracorpórea. Metodologia: Estudo do tipo relato de experiência. A vivência ocorreu em uma unidade de terapia intensiva cardiológica pós-operatória pediátrica, entre os meses de abril a junho de 2023, em um hospital público de alta complexidade especializado no cuidado cardíaco e pulmonar, localizado na cidade de Fortaleza, Estado do Ceará, país Brasil. A ausência de Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos deu-se pelo formato metodológico descrito, configurando-se etapa dispensável. Resultados: A sistematização do cuidado tem início nos sinais vitais e exame físico sendo avaliação global da pele, inserção das cânulas e visualização da imagem radiográfica, avaliação neurológica, respiratória e renal; estabilidade dos dispositivos (tubo orotraqueal, cateter venoso central, pressão arterial invasiva, gerador de marcapasso e cateter de tenckhoff – quando houver), débito de drenos e monitorização hemodinâmica. Controle rigoroso do balanço hídrico, administração de drogas (sedativos, inotrópicos, analgésicos e anticoagulantes), sinais de instabilidade hemodinâmica e orientações aos genitores sobre mudanças na terapia. Nesta conjuntura o/a enfermeiro/a também monitora as pressões da ECMO denominadas P1, P2 e P3 que somadas ao exame físico e integridade do console, fornecem características definidoras para condutas clínicas. Além disso, observa-se os níveis de coagulação sanguínea pelo TTpa e sangramentos por dispositivos médicos, o que auxilia no manejo da heparina endovenosa contínua e nos exames a cada 6 horas conforme protocolo. Considerações finais: No cenário da ECMO o enfermeiro presta uma assistência sistematizada preocupando-se com a manutenção do circuito, risco de sangramento, integridade da pele, estabilidade hemodinâmica e orientações aos genitores sobre o estado clínico da criança.