Objetivos: prever a tendência epidemiológica de casos e óbitos do COVID-19 no Brasil e, especificamente, em Mato Grosso, por meio do modelo estatístico duplo exponencial. Métodos: para a realização deste trabalho, foram utilizados dados de casos e óbitos do COVID-19 fornecidos pelo Ministério da Saúde do Brasil e Secretaria de Estado de Saúde de Mato Grosso, e, para realizar as previsões com esses dados, foi utilizada a técnica estatística de séries temporais, considerando o modelo exponencial duplo, e para o processamento dos dados, foi utilizado o programa MINITAB V 17. Resultados: os resultados mostram que os valores ajustados pelo modelo exponencial duplo transformado dos casos e óbitos estão muito próximos dos valores observados de COVID-19 noBrasil e, principalmente, em Mato Grosso, no período considerado, indicando que esse modelo é adequado para os dados em estudo, o qual foi verificado, prevendo alguns valores com seus respectivos intervalos de confiança de 95%. Conclusões: a possibilidade de se estimar, pautado em análises estatísticas, o número de casos e óbitos de COVID-19 que ocorrerá no Brasil e no estado de Mato Grosso poderá instrumentalizar os gestores para o planejamento deações estratégicas de prevenção, monitoramento e controle da pandemia.