Introdução: a gastroenterite aguda (GEA) é uma condição comum que resulta na inflamação do trato gastrointestinal, sendo uma das principais causas de morbidade e mortalidade infantil. O desequilíbrio eletrolítico, frequentemente associado à GEA, agrava o quadro clínico e demanda intervenções precisas para garantir a recuperação do paciente. No contexto da terapia intensiva neonatal, a assistência de enfermagem desempenha um papel fundamental na identificação e manejo adequado dessas condições. Objetivo: relatar experiência de acompanhamento a uma criança com GEA e desequilíbrio eletrolítico. Método: relato de experiência desenvolvido em unidade de Terapia Intensiva Neonatal (UTIN), em um hospital de nível terciário, localizado no município de Fortaleza, Ceará, Brasil, em abril de 2024. As vivências foram desenvolvidas por acadêmicos de enfermagem, sob orientação da docente preceptora responsável pelo grupo de estágio. Resultados: durante a visita à unidade, os discentes foram direcionados a observar os pacientes. Após essa etapa, foi realizada revisão narrativa da literatura sobre os cuidados e aspectos clínicos para cada paciente. Em seguida, foi elaborado um plano de cuidados seguindo as etapas da Sistematização da Assistência de Enfermagem (SAE), consultando a Associação Americana de Diagnóstico de Enfermagem (NANDA-I), foram identificados diagnósticos prioritários: Volume de líquidos deficiente, Nutrição desequilibrada e Diarreia. O Processo de Enfermagem (PE) tem papel fundamental na eficiência e qualidade dos serviços prestados, consolidando a enfermagem como ciência. Esse processo permite planejamento de ações sendo os profissionais de enfermagem indispensáveis para colaborar com as técnicas de cuidado. Jean Watson destacou que o cuidado transcende a simples execução de tarefas técnicas, incorporando elementos humanísticos que promovem o bem-estar. Essa premissa guiou o estabelecimento do plano de cuidados para uma criança com GEA, priorizando diagnósticos e intervenções para restabelecer sua integridade física e emocional. Conclusão: o PE é essencial para orientar a prática clínica, permitindo avaliações abrangentes e planos de cuidados individualizados. Os discentes sentiram-se enriquecidos pela experiência prática, desempenharam papel fundamental na educação em saúde e na elaboração de metodologias que promovem qualidade de vida aos pacientes.