Introdução: A ventilação mecânica invasiva é uma terapia para abordagem da insuficiência respiratória grave que comumente é empregada a pacientes em terapia intensiva, e a responsabilidade desse cuidado é dos enfermeiros. Objetivo: Analisar a sistematização da assistência de enfermagem às pessoas em terapia de ventilação mecânica invasiva em unidade de terapia intensiva e semi-intensiva. Métodos: Trata-se de um estudo descritivo exploratório, com abordagem quantitativa e qualitativa. O estudo foi realizado em um Hospital Universitário do município de Petrolina/PE. A amostra foi composta por enfermeiros, sendo aplicado um questionário, englobando: variáveis sociodemográficas, laborais, diagnósticos de enfermagem e intervenções utilizadas no cuidado aos pacientes em Ventilação Mecânica. A análise quantitativa foi feita por estatística descritiva simples e correlativa; e a análise qualitativa pelo software IRAMUTEQ. Resultados: Foram descritos como diagnósticos de enfermagem, a troca de gases prejudicada, risco de infecção, risco de broncoaspiração e ventilação espontânea prejudicada. Entre os cuidados de Enfermagem mais prevalentes, a aspiração de vias aéreas e elevação da cabeceira entre 30º e 45º. A ausência de capacitação em serviço sobre ventilação mecânica invasiva foi informada por 56,25% dos participantes do estudo; e 47% relataram que não tiveram aulas na graduação sobre esse assunto. Conclusão: Os principais cuidados de enfermagem prestados ao paciente em ventilação mecânica invasiva tinham relação com a prevenção de infecções, cuidados com via aérea e vigilância clínica do paciente e seus parâmetros ventilatórios. Entre os desafios relatados pelos enfermeiros, destaca-se a insuficiente formação na graduação relacionada à temática e a carência de treinamentos em serviço.