Nos anos iniciais do ensino fundamental e nos demais períodos escolares, as crianças devem ser confrontadas com diferentes problemas situações ou desafios que lhes permitam ações físicas ou mentais de juntar, acrescentar, comparar, separar ou distribuir objetos, problemas que envolvam diferentes tipos de raciocínios e organização do pensamento, e que relacionem variados conceitos, dando a elas a oportunidade de agir e pensar sobre as operações aritméticas utilizadas em cada uma dessas ações como condição para a compreensão das operações. Esta investigação tem como objetivo averiguar o nível de compreensão da operação aritmética de multiplicação por estudantes do quinto ano do ensino fundamental. Foi constituída amostra com 32 estudantes do 5o ano do Ensino fundamental de uma escola pública no Distrito Federal. Foi utilizado um experimento empírico com palitos em duas diferentes situações, que permite classificar os estudantes em seis níveis de compreensão da multiplicação, do mais elementar ao mais complexo. Os resultados encontrados apontaram que os estudantes têm dificuldades com multiplicação e divisão com números naturais. Somente dois estudantes conseguiram compreender a operação “n vezes x” por antecipação mental, sem nenhum suporte empírico, e a reversibilidade necessária à operação de divisão. Os estudantes averiguados utilizavam com frequência a memorização da tabuada, contudo, esse mecanismo não lhes garantiu uma melhor compreensão da multiplicação.