Resumo Estudo transversal avaliou a associação entre deficiência de zinco sérico e declínio cognitivo em 591 idosos da comunidade residentes nos municípios de Campinas, Limeira e Piracicaba-SP. A cognição foi avaliada pelo Instrumento de Triagem de Habilidades Cognitivas-CASI-S considerando declínio pontuação <23 em idosos de 60-69 anos e <20 em idosos ≥70 anos. Considerou-se deficiência de zinco sérico valor de <70 µg/dL para mulheres e 74 µg/dL para homens. Entre os domínios cognitivos, idosos com deficiência de zinco tiveram pontuação média significativamente menor no teste de memória (p=0,018). A prevalência da deficiência de zinco foi de 3,9%, e de 9,4% de declínio cognitivo, sendo significativamente maior em idosos com deficiência de zinco do que os que não tinham (26,1% e 8,8%, respectivamente). Em análise de regressão logística múltipla ajustada, os fatores que permaneceram associados ao declínio cognitivo foram deficiência de zinco (OR=3,80; IC95%=1,30-11,12), baixa escolaridade (OR=3,12; IC95%=1,49-6,50), não ter companheiro (OR=1,88; IC95%=1,04-3,42), risco de desnutrição (OR=3,98; IC95%=2,36-6,71), e histórico de acidente vascular encefálico (OR=2,70; IC95%=1,04-6,98). A deficiência de zinco foi associada ao declínio cognitivo em idosos. Ações na atenção básica de saúde são necessárias para prevenir a deficiência deste nutriente.