OBJETIVO: Avaliar a eficácia da utilização conjunta de mediastinoscopia cervical e videotoracoscopia para a amostragem linfonodal mediastinal em pacientes com câncer de pulmão não-pequenas células (CPNPC) candidatos à ressecção pulmonar. MÉTODOS: Uma amostra de 62 pacientes com diagnóstico de CPNPC foi submetida à mediastinoscopia cervical e à videotoracoscopia. As amostras obtidas (das cadeias paratraqueais, cadeia subcarinal anterior e posterior, cadeias paraesofágicas e ligamento pulmonar) foram submetidas a exame de congelação. Foram também avaliadas as seguintes variáveis: idade, sexo, perda ponderal, método diagnóstico, achados tomográficos, tipo histológico, estadiamento, localização e tamanho do tumor primário. RESULTADOS: Em 11 pacientes, a mediastinoscopia não apresentou comprometimento da cadeia subcarinal, enquanto esse envolvimento foi detectado na videotoracoscopia: valor preditivo positivo = 88,89% (IC95%: 51,75-99,72); valor preditivo negativo = 94,34% (IC95%: 84,34-98,82); prevalência = 17,74% (IC95%: 9,2-29,53); sensibilidade = 72,73% (IC95%: 39,03-93,98); e especificidade = 98,77% (IC95%: 93,31-99,97). Em 60% dos pacientes com comprometimento da porção posterior da cadeia subcarinal, o tumor primário estava no lobo inferior direito (p = 0,029). CONCLUSÕES: A utilização conjunta da mediastinoscopia cervical e videotoracoscopia para avaliação linfática mediastinal posterior se mostrou um método eficaz. Quando o acesso às cadeias posteriores não for possível através de ultrassom com biópsia transbrônquica ou transesofágica, que prescinde de anestesia geral, esse deve ser o método de escolha para a correta avaliação linfática mediastinal em pacientes com CPNPC.