Este trabalho descreve os ensaios de rotina e as pesquisas realizadas no Instituto Adolfo Lutz (IAL), durante a pandemia de COVID-19, relacionadas ao diagnóstico molecular da Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). É apresentada a partícula viral, seu genoma e os ensaios e kits utilizados durante o período, contextualizando seu uso e apontando os de melhor desempenho e custo-efetividade. Ademais, destaca as pesquisas relacionadas à utilização de material biológico obtido de gargarejo, saliva, urina e tecidos. Por meio de sequenciamento de nova geração, descreve as variantes virais encontradas no estado de São Paulo e depositadas no Global Initiative on Sharing All Influenza Data (GISAID) ao longo do tempo, dando ênfase às variantes de interesse (variant of interest, VOI) e de atenção (variant of concern, VOC). Apresenta estudos sobre: técnica de sequenciamento SANGER da região S (spike) do genoma viral, útil na triagem de VOI e VOC; predição de estrutura terciária, estabilidade e flexibilidade da proteína, com ênfase à região de ligação do vírus ao seu receptor na célula hospedeira na variante P.1; e casos de possível “falha vacinal” relacionados à idade, tipo/local de trabalho e de residência, e a variante viral infectante. Além disso, menciona e discute os Boletins de Monitoramento de SARS-CoV-2, Vigilância Epigenômica, emitidos regularmente pela Instituição, onde é possível acompanhar o surgimento de variantes virais identificadas em cada um dos 17 Departamentos Regionais de Saúde do estado de São Paulo. Por fim, apresenta a relação das pessoas envolvidas direta ou indiretamente na força-tarefa COVID-19 do IAL.