Introdução: A adoção de uma metodologia que promova a integração e a cooperação entre diferentes disciplinas é essencial para preparar residentes para os desafios do mundo real. O estudo de casos oferece uma oportunidade ímpar de simular situações complexas e desenvolver habilidades cruciais, como pensamento crítico, comunicação e trabalho em equipe. Portanto, a análise de sua eficácia pode fornecer conhecimentos valiosos para a melhoria dos programas de residência. Objetivo: Relatar a importância e a eficácia da metodologia de estudo de casos na formação de residentes multiprofissionais, explorando seus benefícios, desafios e impactos na prática profissional. Método: Trata-se de um estudo descritivo, do tipo relato de experiência, realizado entre março e junho de 2024 por residentes multiprofissionais em Cuidados Intensivos no Adulto do Programa de Residência da Comissão de Residência Multiprofissional (COREMU-RO) da Secretaria de Estado da Saúde (SESAU) de Porto Velho, Rondônia. Resultados: A discussão de casos clínicos utilizando metodologias ativas permite aos residentes aprofundar seu entendimento das situações clínicas, promovendo um aprendizado dinâmico e colaborativo. A interatividade favorece a reflexão coletiva e a troca de ideias, enriquecendo o aprendizado. Essas abordagens incentivam a criação de estratégias resolutivas, o desenvolvimento de habilidades clínicas e a tomada de decisões, sob a orientação essencial dos preceptores e tutores. Além disso, essas metodologias promovem a cooperação interprofissional, melhorando a qualidade da assistência prestada e preparando os residentes para a prática eficaz na saúde pública. Considerações finais: Pode-se constatar que a técnica de estudo de casos é uma metodologia eficaz para a formação de residentes multiprofissionais, pois ela não apenas enriquece a compreensão teórica e prática dos residentes, mas também fortalece a colaboração interprofissional. A implementação de estudos de casos nos cronogramas de aulas da residência pode, assim, contribuir significativamente para a formação de profissionais de saúde mais preparados e competentes para enfrentar os desafios do ambiente clínico moderno e compartilhar as diferentes opiniões acerca de um mesmo problema.