Objetivo: Verificar a associação entre a adequação da assistência pré-natal e o ganho de peso gestacional (GPG) em puérperas brasileiras de baixa renda. Métodos: Estudo transversal no município de Mesquita-RJ, incluindo 281 mulheres no pós-parto imediato. O GPG foi classificado como adequado, insuficiente e excessivo de acordo com as recomendações do Institute of Medicine (IOM). O número de consultas do pré-natal foi categorizado (1: nenhuma consulta; 2: 1-3 consultas; 3: 4-6 consultas; 4: 7 ou mais consultas) e o início do pré-natal, segundo as semanas gestacionais (SG), foi utilizado como variável contínua. A assistência pré-natal (AP) avaliou as duas dimensões agrupadas do Índice de Kotelchuck: adequado (adequado + mais adequado) ou inadequado (intermediário e inadequado). Modelos de regressão logística multinomial foram utilizados para estimar as associações entre assistência pré-natal inadequada e GPG. Resultados: AP foi iniciada em média com 12,6 (± 6,9) SG; 8,2% das mulheres (n = 23) fizeram ≤ 4 consultas de pré-natal e 38,4% (n = 108) foram classificadas com AP inadequada. Em média, o GPG foi de 12,9 kg (± 6,2) e 36,5%, 31,0% e 32,5% das mulheres apresentaram GPG adequado, insuficiente e excessivo, respectivamente. Após o ajuste, a inadequação da AP (OR = 2,01; IC 95% = 1,03-3,90) foi associada a uma maior probabilidade de GPG abaixo das recomendações do IOM. Conclusão: Observou-se uma associação significativa entre a inadequação da assistência pré-natal e o GPG insuficiente, o que reforça a relevância da adequada AP para monitorar o adequado GPG e intervir precocemente na gestação.