CONTEXTO: A reperfusão de músculo esquelético piora as lesões já presentes no período de isquemia, pois a produção de espécies reativas de oxigênio, associadas à intensa participação de neutrófilos, amplia a reação inflamatória que induz alterações teciduais. OBJETIVO: Avaliar as alterações morfológicas e imuno-histoquímicas de músculo esquelético (sóleo) de ratos submetidos a isquemia e reperfusão com pentoxifilina. MÉTODOS: Sessenta ratos foram submetidos a isquemia do membro pélvico, por 6 horas, pelo clampeamento da artéria ilíaca comum esquerda. Após isquemia, os animais do grupo A (n = 30) foram observados por 4 horas, e os do grupo B (n = 30), por 24 horas. Seis animais constituíram o grupo simulado. Administrou-se pentoxifilina apenas no período de reperfusão em A2 (n = 10) e B2 (n = 10) e nos períodos de isquemia e reperfusão em A3 (n = 10) e B3 (n = 10). O músculo sóleo foi avaliado por análise histológica (dissociação de fibras, infiltrado leucocitário, necrose) e imuno-histoquímica (apoptose pela expressão da caspase-3). Foram aplicados os testes não-paramétricos de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney (p < 0,05). RESULTADOS: As alterações foram mais intensas no grupo B1, com médias de escore da dissociação de fibras musculares de 2,16 ± 0,14, infiltrado neutrofílico de 2,05 ± 0,10 e expressão da caspase-3 na área perivascular de 4,30 ± 0,79; e menos intensas no grupo A3, com respectivas médias de 0,76 ± 0,16, 0,92 ± 0,10 e 0,67 ± 0,15 (p < 0,05). A caspase-3 mostrou-se mais expressiva no grupo B1 na área perivascular, com média de 4,30 ± 0,79, em comparação com o grupo B1 na área perinuclear, com média de 0,91 ± 0,32 (p < 0,05). CONCLUSÕES: As lesões são mais intensas quando o tempo de observação é maior após a reperfusão, e a pentoxifilina atenua essas lesões, sobretudo quando usada no início das fases de isquemia e de reperfusão.