Resumo Fundamento A fibrilação atrial (FA) acomete cerca de 2% a 4% da população mundial. Nos pacientes internados em unidades de terapia intensiva, esta incidência pode chegar em até 23% naqueles com choque séptico. O impacto da FA nos pacientes sépticos se reflete em piores desfechos clínicos e o reconhecimento dos fatores desencadeantes pode ser alvo para estratégias de tratamento e prevenção futuras. Objetivos Verificar a relação entre desenvolvimento de FA e mortalidade nos pacientes acima de 80 anos incluídos no protocolo sepse e identificar fatores de risco que contribuam para o desenvolvimento de FA nesta população. Métodos Estudo observacional retrospectivo, com revisão de prontuários eletrônicos e inclusão de 895 pacientes com 80 anos ou mais, incluídos no protocolo sepse de um hospital privado de alta complexidade em São Paulo/SP, no período de janeiro de 2018 a dezembro de 2020. Todos os testes foram realizados com nível de significância de 5%. Resultados A incidência de FA na amostra foi de 13%. Após análise multivariada por regressão logística múltipla, foi possível demonstrar associação de mortalidade na população estudada, com o escore SOFA ( odds ratio [OR] 1,21 [1,09 – 1,35]), valores mais altos de proteína C-reativa (OR 1,04 [1,01 – 1,06]), necessidade de droga vasoativa (OR 2,4 [1,38 – 4,18]), uso de ventilação mecânica (OR 3,49 [1,82 – 6,71]) e principalmente FA (OR 3,7 [2,16 – 6,31). Conclusões No paciente grande idoso (80 anos ou mais) com sepse, o desenvolvimento de FA se mostrou como fator de risco independente para mortalidade intra-hospitalar.