O objetivo foi avaliar a implantação do Programa Mais Médicos (PMM) com base no estudo de caso do Espírito Santo, Brasil. Na primeira etapa, foram analisados os documentos que instituíram o PMM, permitindo a criação de um modelo lógico. Na segunda, foram analisados dados do PMM no Espírito Santo (2013-2016) baseando-se em faixas populacionais, gerando a criação de indicadores da proporção de médicos antes e após o Programa com os parâmetros: inaceitável (0 a 0,99 médico/1.000 habitantes); aceitável (1 a 1,99); e desejável (2,0 ou mais). Os dados foram analisados com os testes não paramétricos de Wilcoxon e Kruskal-Wallis. O modelo incluiu as dimensões, insumos, atividades, produtos, resultados e impacto do PMM, e orientou a análise da implantação do Programa. Do total de médicos para o provimento emergencial para o Espírito Santo (432), a maioria (63,8%) pertencia ao perfil intercambistas cooperados (cubanos) e 31,2% eram médicos com registro no Conselho Regional de Medicina do estado. Tanto os médicos brasileiros quanto os intercambistas individuais foram alocados prioritariamente em municípios de médio e grande portes. Os cubanos se distribuíram de forma mais heterogênea em municípios de todos os portes populacionais e, consequentemente, são mais frequentes em áreas de maior vulnerabilidade social e menor capital social. Houve significativo incremento do quantitativo de médicos no Espírito Santo; entretanto, o provimento de médicos para a população em extrema pobreza não exibiu um indicador desejável, apresentando uma média ainda inaceitável em municípios de até 10.000 habitantes e aceitável nos municípios com as demais faixas populacionais.