Introdução: A enfermagem é parte integrante de diversos serviços de saúde independentemente do nível de complexidade, e em cada local é necessário que haja adequação de atividades para que se possa alcançar a excelência assistencial. Objetivo: relatar a experiência da atuação da equipe de enfermagem em um ambulatório de especialidades pediátricas não tradicional. Metodologia: Relato de experiência da atuação da equipe de enfermagem em um ambulatório de especialidades pediátricas público, localizado na zona sul do município de São Paulo que atende crianças e adolescentes de zero a 18 anos incompletos referenciados de 125 Unidades Básicas de Saúde. O ambulatório conta oito especialidades pediátricas médicas, sendo cardiologia, gastroenterologia, endocrinologia, nefrologia, neurologia, oftalmologia, otorrinolaringologia e pneumologia, além de atendimentos multidisciplinares. Resultados: atualmente a unidade conta com um enfermeiro sênior, cinco enfermeiros plenos e três técnicos de enfermagem. Por se tratar de um ambulatório não tradicional as entregas vão para além das consultas médicas, e a enfermagem tem sua atuação em diferentes contextos na unidade, que vão desde atividades assistenciais, como a avaliação antropométrica, verificação de sinais vitais, orientação de enfermagem, consulta de enfermagem, auxílio para realização de exames, atendimento de urgência e processamento de materiais não-críticos e semicríticos na central de materiais esterilizados (CME); participação em processo de investigação diagnóstica no contexto multiprofissional; gestão do cuidado em enfermagem baseados na estratificação de risco dos protocolos assistenciais e monitoramento de pacientes complexos; atuação no procedimento de regulação local; e integração de comitês e grupos de trabalhos locais. Considerações finais: Destaca-se a potencialidade da atuação desta equipe de enfermagem que vem ampliando e conquistando seu espaço, com o objetivo de disseminar o processo de qualificação do cuidado em áreas de assistência direta e indireta aos pacientes e suas famílias. Entretanto, o processo de desenvolvimento da autonomia profissional e o reconhecimento de atividades não assistenciais como escopo de trabalho da enfermagem na atenção especializada ainda são desafios a serem superados, pois estão relacionados à cultura de como a enfermagem ainda é vista no Brasil e ao processo de formação profissional, bem como a estruturação da rede de atenção à saúde.