RESUMO Os trabalhadores da vigilância da água exercem importante papel na implementação do Programa Nacional de Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano e detêm informações sugestivas do grau de estruturação e da institucionalidade das práticas no âmbito local das organizações sanitárias. O estudo objetivou descrever as potencialidades e as limitações relativas à vigilância da fluoretação da água em uma região metropolitana brasileira segundo a visão dos trabalhadores. Realizaram-se entrevistas semiestruturadas com profissionais de sete municípios da região metropolitana do estado do Espírito Santo, Brasil, que foram gravadas, transcritas na íntegra e interpretadas segundo a Análise de Conteúdo Temática. Os resultados permitiram a elaboração das categorias: recomendações da legislação e a prática do heterocontrole da concentração do fluoreto; dificuldades e potencialidades do processo de trabalho; disseminação das informações para a sociedade. A maioria dos trabalhadores seguia as recomendações da legislação vigente no período das entrevistas (Portaria MS nº 2.914/2011), porém, notou-se a necessidade de adequações estruturais e organizacionais. O processo de vigilância do fluoreto enfrenta problemas que envolvem a coleta da amostra, as análises e a divulgação dos resultados. É nítida a necessidade de maior priorização e alocação de recursos para ampliação e qualificação da vigilância dessa medida de saúde pública.