O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho da regionalização da vigilância em saúde em seis Regiões de Saúde com diferentes níveis de desenvolvimento no Brasil. Adotou-se uma abordagem quantitativa transversal e os dados foram coletados utilizando-se um questionário estruturado, elaborado com base nas três dimensões da pesquisa (Política, Estrutura e Organização), aplicado a 31 atores-chave da vigilância em saúde das Regiões de Saúde e dos municípios selecionados. Utilizou-se, como tendência central, o escore médio, e para cada dimensão e atributo foram construídos índices sintéticos. Atribuíram-se três pontos de corte para avaliação do desempenho: valores iguais ou abaixo de 4,99 foram considerados insatisfatórios; entre 5,00 e 6,99, intermediários; e iguais ou acima de 7,00, satisfatórios. O estudo evidenciou que o desempenho da regionalização da vigilância em saúde foi considerado satisfatório apenas em uma região, intermediário em quatro e insatisfatório também em uma. Entre as três dimensões, os melhores desempenhos foram da Política e da Organização, e o mais frágil, da Estrutura. Conclui-se que, em geral, quanto maior o nível de desenvolvimento socioeconômico e da oferta de serviços, melhor o desempenho da regionalização da vigilância em saúde. A avaliação apresentada retrata a complexidade de contextos de diferentes regiões brasileiras, o que contribui para o entendimento da dinâmica da regionalização da vigilância em saúde no país.