Objetivo. Analisar fatores associados à mortalidade por lesões traumáticas entre motociclistas. Métodos. Coorte prospectiva, conduzida no Hospital Municipal de São José dos Campos, Brasil, 2015. Incluiu-se motociclistas com lesões traumáticas, ≥14 anos de idade, hospitalizados. Analisou-se as variáveis sociodemográficas do acidente e da hospitalização, por modelo de regressão de Poisson, apresentando-se risco relativo (RR) e intervalos de confiança de 95% (IC95%). Resultados. Entre 190 motociclistas, 161 (84,7%), jovens do sexo masculino, revelaram 422 (41,8%) lesões em extremidades inferiores e superiores. A incidência de óbito foi maior na medida do aumento da gravidade do trauma, fisiológica (RR=9,67 [IC95% 1,46;64,26]; e RR=4,71 [IC95% 1,36;16,26]) e anatômica (RR=31,49 [IC95% 3,72;266,38]); e mostrou-se menor em até uma semana de internação (RR=0,39 [IC95% 0,15;0,98]). Conclusão. A gravidade do trauma e o tempo de internação associaram-se ao óbito de motociclistas, mas novos estudos devem ser conduzidos para confirmar esses achados e analisar essas relações mais detalhadamente.