Os osteossarcomas extra esqueléticos são neoplasmas raros, responsáveis por cerca de 2% dos casos de osteossarcoma em cães. Devido à escassez de relatos desta neoplasma, o presente trabalho tem como objetivo descrever um caso raro de osteossarcoma em tiroide em uma cadela atendida na Superintendência Unidade Hospitalar Veterinária Universitária (SUHVU) da UFFS. Animal apresentava aumento de volume em região cervical ventral de consistência firme, com aproximadamente 7,3 centímetros de comprimento por 5,0 centímetros de largura, compatível com topografia da glândula tiroide direita. O animal foi submetido a nodulectomia, e o material encaminhado para avaliação histopatológica e imuno-histoquímica. Entretanto, após retorno da anestesia e liberação do paciente para cuidados domésticos, cerca de duas horas depois o paciente foi a óbito e, posteriormente, submetido à necropsia. Na necropsia os pulmões apresentavam nódulos multifocais de 3 a 5 milímetros de diâmetro, de consistência firme e superfície irregular que não foram possíveis de visualização no exame radiográfico. A avaliação histológica revelou tratar-se de osteossarcoma osteoblástico produtivo em tireóideo e a avaliação das formações nodulares do pulmão revelou ser metástase do mesmo. Na imuno-histoquímica da tireoide, foi possível observar marcação positiva de TTF-1 em glândulas remanescentes, confirmando a localização tireoidiana do tumor. A expectativa de vida dos animais acometidos pelo neoplasma em questão é de dias a meses, no presente caso além do animal apresentar o osteossarcoma em tiroide que é considerado bastante agressivo e com prognóstico ruim, acredita-se que as hemorragias encontradas durante o exame necroscópico contribuíram para a ocorrência do óbito do animal.