Objetivo: Mensurar o custo dos serviços do departamento de radiologia de um hospital privado no sul do Brasil e avaliar o desempenho financeiro do setor quando comparado ao repasse da tabela aos hospitais do Sistema Único de Saúde (SUS). Métodos: Estudo de caso baseado na metodologia Custeio Baseado em Atividade e Tempo (TDABC). Após a definição dos exames de maior incidência, houve a análise do processo de realização de exames de radiografia de tórax, ecografia de abdômen total, tomografia de crânio, tomografia de tórax, ecografia pélvica transvaginal, ecografia de aparelho urinário e ressonância magnética de crânio. Foram coletados os tempos das atividades para a realização de cada exame, informações dos custos do departamento, bem como as definições das capacidades dos serviços para calcular o custo dos exames em função das atividades e tempo. Resultados: Pode-se inferir que, na comparação com os valores de repasse do SUS, todos os exames analisados apresentaram custos superiores ao repasse. Além disso, observou-se que cerca de 80% dos custos estão relacionados ao custo fixo da estrutura do departamento de radiologia e 12%, ao profissional médico. Conclusão: O TDABC demonstrou ser um método oportuno para análise de custeio em um departamento de radiologia hospitalar. Por meio dos resultados apresentados, pode-se propor melhorias a fim de reduzir custos para um maior desempenho do serviço.