Objetivos: avaliar a prevalência de diabetes mellitus em pacientes admitidos em unidade de terapia intensiva que evoluíram para óbito ou que receberam alta, assim como analisar a associação entre níveis de glicemia e o desfecho óbito em diabéticos e não diabéticos. Métodos: estudo caso-controle. População: 198 pacientes adultos admitidos em unidade de terapia intensiva que permaneceram internados por pelo menos setes dias consecutivos. Resultados: a prevalência de diabetes mellitus no subgrupo de pacientes que foram a óbito foi significativamente elevada quando comparada com a no subgrupo dos que receberam alta dessa unidade (63,6% vs. 16,2%; valor-p < 0,001). Episódios de hiperglicemia foram associados ao desfecho óbito tanto em pacientes com diabetes (OR:3,467; valor-p=0,013), como naqueles que não tinham essa condição (OR:4,148; valor-p=0,001). Hipoglicemia foi associada a óbito nos pacientes não diabéticos (OR:3,765; valor-p=0,007). Entretanto, essa associação não foi identificada em diabéticos (valor-p=0,111). Em ambos os grupos, diabéticos e não diabéticos, os pacientes que evoluíram com óbito apresentaram episódios hiperglicêmicos por maior número de dias do que aqueles que receberam alta (p=0,048 e p<0,001; respectivamente). Conclusão: diabetes mellitus é comum em pacientes graves que evoluem de forma desfavorável. Mas, independente desse diagnóstico, uma maior atenção deve ser dada a pacientes com desregulação da glicemia.