OBJETIVO: Analisar a composição nutricional dos alimentos ultraprocessados consumidos por crianças usuárias de unidades básicas de saúde. MÉTODOS: Trata-se de estudo seccional com amostra probabilística representativa de 536 crianças de 6 a 59 meses de idade atendidas em uma unidade de saúde no município do Rio de Janeiro. Informações nutricionais foram extraídas dos rótulos dos alimentos ultraprocessados referidos em recordatório de 24 horas. Os 351 alimentos citados foram divididos em 22 grupos e 38 subgrupos de acordo com o tipo de produto e caracterizados segundo as médias dos valores encontrados para energia, gorduras totais, gorduras saturadas, gorduras trans e sódio em 100 gramas do produto, além de presença, número e tipo de “outros edulcorantes”. Para examinar a ocorrência de excesso de nutrientes críticos, o Modelo de Perfil Nutricional da Organização Pan-Americana da Saúde foi aplicado para cada alimento e para a média dos teores de nutrientes obtida para cada grupo. RESULTADOS: Os alimentos ultraprocessados consumidos continham alto valor energético e elevados teores de gorduras totais, gorduras saturadas, gorduras trans e sódio. Do total de alimentos ultraprocessados, 66% apresentaram excesso de pelo menos um nutriente crítico, com destaque para requeijões e queijos ultraprocessados, macarrões instantâneos e carnes industrializadas e embutidos, que apresentaram 100% dos alimentos com excesso de gorduras totais, de gorduras saturadas e de sódio. Dos 21 grupos, extrapolaram o limite estabelecido pela Organização Pan-Americana da Saúde: para gorduras totais, 10 grupos; para gorduras saturadas, 11; para gorduras trans, 3; e para sódio, 13. Requeijões e queijos ultraprocessados; carnes industrializadas e embutidos; e biscoitos superaram esse limite em todos os parâmetros. Do conjunto de alimentos ultraprocessados analisados, 13,4% continham “outros edulcorantes” (oito diferentes tipos). CONCLUSÕES: Os AUP analisados apresentaram perfil nutricional desequilibrado e dois terços apresentaram excesso de pelo menos um nutriente crítico. Fazem-se necessárias ações educativas e medidas regulatórias para melhor informar a população e desencorajar o seu consumo. DESCRITORES: Criança. Consumo de Alimentos. Alimentos Industrializados. Rotulagem de Alimentos. Valor Nutritivo.