Resumo: O envelhecimento populacional ocasionou aumento da dependência e da sobrecarga de cuidadores familiares de idosos dependentes. O objetivo foi verificar, entre cuidadores familiares, a prevalência de sobrecarga e os fatores associados a ela em uma região pobre e violenta do Rio de Janeiro, Brasil. Trata-se de estudo transversal com 140 idosos e cuidadores familiares, para investigar apoio social, maus tratos, coabitação e sobrecarga nos cuidadores familiares, além de dependência, declínio cognitivo e depressão no idoso. Modelos logísticos múltiplos foram construídos no intuito de explicar a sobrecarga dos cuidadores familiares. As seguintes características dos idosos se associaram à sobrecarga: idade (OR = 0,94; p < 0,002), depressão (OR = 2,59; p < 0,005) e declínio cognitivo (OR = 3,19; p < 0,03). Em relação aos fatores dos cuidadores familiares, apenas apoio social manteve a relevância (OR = 2,35; p < 0,005). Conclui-se que investigar e tratar depressão e demência em idosos, assim como prover apoio aos seus cuidadores, podem contribuir para o manejo efetivo da sobrecarga de cuidadores familiares, melhorando a qualidade do cuidado e a saúde de ambos.