Objetivos: demonstrar a série histórica de internamentos por sepse no Brasil, quais as capitais e regiões mais acometidas, bem como, se essas internações tiveram crescimento, em que proporção ocorreram e qual a relação com o Índice de Desenvolvimento Humano (IDH). Métodos: Foi realizado um estudo epidemiológico de série temporal com dados dos internamentos por septicemia nas capitais brasileiras de 1999 a 2016, obtidos do Sistema de Informações Hospitalares do Ministério da Saúde (SIH) e IDH das mesmas no período. Foram calculados os indicadores de internamentos para a metade de cada triênio do período obtido. Modelos de regressão linear e de Poisson foram realizados para verificar a tendência temporal e coeficientes de correlação de Pearson ou Spearman para correlação com o IDH. Resultados: houve aumento significativo de internamentos em algumas capitais, tais como: Boa Vista, Maceió, Porto Velho e Rio de Janeiro, e decréscimo em Campo Grande e Goiânia. A maior média de internamentos ocorreu em Porto Velho com 26.443,7 e a menor média em Teresina 171,3. Os coeficientes de correlação entre o total de internamentos e o IDH de cada capital registraram correlação positiva e significativa para Belo Horizonte, Boa Vista, São Paulo e Vitória. Conclusão: os internamentos por sepse tiveram mais acréscimos que decréscimos e a correlação com o IDH mostrou que quanto maior o IDH, maior fica o índice de internamentos, sugerindo que com taxas maiores desse IDH, torna-se possível fornecer uma estrutura adequada e um melhor desempenho no reconhecimento e desfecho da sepse.