Introducción. El estrés laboral significó un riesgo importante para la presencia de alteraciones de salud mental en trabajadores de salud, durante la pandemia de Coronavirus 2019. Objetivo. Determinar la relación del nivel de estrés laboral y salud mental en el personal asignado en primera línea de atención contra el COVID-19. Metodología. Se realizó un estudio transversal analítico en las áreas de emergencias y hospitalización del Hospital Nacional San Juan de Dios de San Miguel, de septiembre a diciembre de 2020. Participaron en total 121 trabajadores. Se utilizaron las escalas de estrés laboral de la Organización Internacional del Trabajo y la escala de Goldberg abreviada. El análisis de correlación de variables se realizó por el coeficiente de Spearman. Resultados. El 59,5 % de los estudiados son mujeres y el 44,6 % era personal de enfermería. El 89,3 % tenía bajo nivel de estrés y 79,3 % nivel intermedio de alteración en salud mental con predominio de ansiedad (51,2 %), sobre depresión (8,3 %) en enfermeras y personal de servicios generales entre 21 a 40 años. El análisis de la correlación Spearman determinó una correlación positiva entre el estrés laboral y la presencia de alteración de salud mental (R2 0,218; p = 0,016) en el personal de primera línea. Conclusión. El estudio demostró un nivel de estrés laboral bajo e intermedio en salud mental; con relación positiva, lo que significa que el aumento de estrés puede favorecer la presencia de alteraciones al estado de salud mental del trabajador.