Objetivo: Avaliar o desempenho nas habilidades cognitivo-linguísticas de aprendizagem em crianças com e sem gagueira em fase de alfabetização. Metodologia: Estudo de caso-controle, descritivo, transversal e quantitativo, realizado com uma amostra de 20 crianças, de ambos os sexos, em fase de alfabetização, que foram alocadas em dois grupos, na faixa etária de seis a doze anos. O grupo I: formado por dez crianças com gagueira do desenvolvimento persistente e o grupo II: composto por dez crianças sem gagueira. A coleta de dados foi realizada por meio do protocolo de Avaliação das habilidades cognitivo-linguísticas – versão coletiva e individual. A versão coletiva é composta pelas habilidades de escrita, aritmética, processamento auditivo e processamento visual; e a versão individual é composta pelas habilidades de leitura, metalinguística, processamento auditivo, processamento visual e velocidade de processamento. A análise dos dados foi realizada por meio do Teste t-Student, ao nível de significância de 5%. Resultados: Os resultados deste estudo evidenciaram diferença significante, sugerindo maiores dificuldades do grupo que gagueja em relação ao grupo de crianças sem gagueira, nos subtestes de conhecimento do alfabeto (p=0,008), aliteração (p=0,004), rima (p=0,002), segmentação silábica (p=0,002), memória direta de dígitos (p=0,004), repetição de palavras (p=0,039), ritmo (0,002) e memória indireta de dígitos (p=0,002). Conclusão: Crianças que gaguejam possuem dificuldades de aprendizagem, relacionadas as habilidades metalinguísticas e de processamento auditivo.