Resumo Objetivo analisar os fatores associados à readmissão de atendimento ao Serviço de Atendimento Móvel de Urgência (SAMU). Método estudo epidemiológico, do tipo seccional. Analisaram-se dados de 600 pacientes adultos atendidos pelo serviço de um município do interior de São Paulo, Brasil, no ano de 2015. Uma regressão logística múltipla identificou os fatores associados à readmissão. Resultados predominaram o atendimento de ocorrências clínicas, pacientes do sexo masculino e média de idade de 55,5 anos. Identificou-se um retorno de 26,7% nos seis meses seguintes ao atendimento no serviço pré-hospitalar. As readmissões se associaram aos fatores clínicos dos pacientes, aos procedimentos realizados no ambiente pré-hospitalar móvel e ao fluxo intra-hospitalar. Ademais, foi possível verificar relação com a região da cidade na qual o estudo foi realizado. Conclusão e implicações para a prática a análise mostrou um perfil de atendimentos a pacientes com idade média de 55 anos e acometidos por doenças crônicas não transmissíveis. A chance de retorno se associou à natureza clínica da doença, aos fluxos assistenciais e à região do atendimento. Estudos como este auxiliam no planejamento e na elaboração de políticas públicas e ações em saúde condizentes com as necessidades identificadas, com potencial de auxiliar na diminuição da sobrecarga dos serviços de urgência.