Este trabalho teve por objetivo investigar a associação entre o estado nutricional, avaliado por meio das falhas antropométricas, com o neurodesenvolvimento psicomotor de lactentes. Consistiu em um estudo transversal, realizado com crianças na faixa etária de 1 mês a 23 meses e 31 dias, residentes no município de Picos/Piauí, sem diagnóstico prévio de atraso no neurodesenvolvimento. As variáveis investigadas foram os dados socioeconômicos, demográficos, bem como os antropométricos por meio da aferição do peso e comprimento, para posterior classificação e categorização das falhas. A avaliação do neurodesenvolvimento foi realizada utilizando os Marcos de Desenvolvimento contidos na Escala de Levantamento de Bem-Estar de Crianças Pequenas. Posteriormente, realizou-se a análise estatítica descritiva, além de realizar a Razão de Verossimilhança, a um nível de significância de 5% para avaliar a associação entre a variável de desfecho com as falhas antropométricas. Das crianças avaliadas, 9,4% apresentaram triagem positiva para atraso no desenvolvimento neuropsicomotor, onde a categoria 3 das falhas antropométricas foi a que apresentou maior prevalência (9,1%), sendo que neste trabalho não foi verificado associação estatística entre o estado nutricional, mediante o uso de falhas antropométricas, com atrasos no neurodesenvolvimento infantil. Desta forma, conclui-se que embora não tenha apresentado associação estatística, ambas as ferramentas de triagem adotadas mostraram viáveis tanto para avaliar, quanto para nortear as intervenções, visando melhorar o estado nutricional e o neurodesenvolvimento infantil e reforçando a importância da realização deste monitoramento mais detalhado.