RESUMO: Introdução: O acesso à mamografia, principal exame de detecção precoce do câncer de mama, não é igualitário entre as mulheres brasileiras. Objetivou-se analisar os fatores associados à não realização desse exame num período inferior a dois anos no Brasil e por macrorregião, considerando-se características sociodemográficas, condições de saúde, hábitos de vida e uso dos serviços de saúde. Método: Estudo transversal que utilizou dados da Pesquisa Nacional de Saúde (PNS). A amostra consiste de 10.571 mulheres (≥ 40 anos) residentes em todas as regiões brasileiras. Modelo de regressão de Poisson com abordagem hierarquizada foi utilizado para estimar razões de prevalência. Resultados: As características associadas à não realização de mamografia foram: idade ≥ 60 anos, baixa escolaridade, viver sem companheiro, avaliar negativamente o próprio estado de saúde, possuir alguma doença crônica, não praticar exercício físico, não realizar o exame clínico da mama até um ano, ou o exame de Papanicolaou até três anos, não ter consultado com médico no último ano, não possuir plano de saúde, sentir-se discriminada por profissional de saúde e ter cadastro em uma unidade de saúde da família. Variáveis sociodemográficas se sobressaíram no Norte e Nordeste; e nas outras regiões, condições de saúde e hábitos de vida. Conclusão: Variáveis relacionadas ao uso dos serviços de saúde tiveram destaque na não realização da mamografia. Ações que reduzam a desigualdade no acesso ao exame devem ser adotadas em cada macrorregião do Brasil.