OBJETIVO: Avaliar o estado nutricional de ferro, a prevalência de anemia e fatores associados, em crianças de 6 a 24 meses frequentadoras de creche pública em Cascavel, Região Oeste do Paraná, Brasil. MÉTODOS: O estudo transversal foi realizado com amostra aleatória de 256 crianças. A coleta de dados (questionário, medidas antropométricas e amostras de sangue) ocorreu de julho a setembro de 2007. A deficiência de ferro foi avaliada em termos de transferrina, hemoglobina, volume corpuscular médio, ferro sérico e eosinófilos. Na análise estatística dos dados foram obtidas as odds ratio bruta e ajustada (regressão logística), bem como os respectivos níveis de significância (p-valor). Para identificar diferenças significativas entre as medidas quantitativas, adotou-se a Análise de Variância e o teste de comparação múltipla de Tukey. RESULTADOS: A prevalência da anemia foi de 29,7%, sendo que 77,3% das amostras apresentaram baixa concentração de ferro. A antropometria não apontou deficiência de macronutrientes, porém mostrou obesidade acima dos índices médios. Os fatores associados à anemia e à deficiência de ferro foram: doenças frequentes na família (OR=10,02), condições de moradia (OR=5,05), tempo de creche (OR=3,05), número de moradores na residência (OR=2,83) e falta de saneamento (OR=2,20). CONCLUSÃO: A prevalência de anemia e a elevada deficiência de ferro detectada evidenciam um grave problema de saúde pública entre os pré-escolares do município de Cascavel, Paraná. Apesar da amplitude do problema, a anemia não está sendo reconhecida, prevenida e tratada adequadamente. Neste estudo são sugeridas algumas possíveis intervenções.