La neutropenia febril compromete la respuesta inmunológica, facilitando la invasión de microorganismos generando altas tasas de morbilidad y mortalidad. Objetivo: describir el perfil clínico y microbiológico de los niños con neutropenia febril sometidos a tratamientos antineoplásicos, en una institución hospitalaria de Medellín. Materiales y métodos: estudio descriptivo retrospectivo en el que se incluyeron las historias clínicas de 34 pacientes pediátricos con tratamiento antineoplásico, neutropenia febril y episodios infecciosos. La información se recolectó en un formulario donde se registraron variables sociodemográficas, clínicas y paraclínicas. La investigación contó con aprobación del comité de ética. Se usó el programa SPSS® versión 19.0 para procesar la información obtenida y realizar el análisis. Resultados: La edad promedio del primer episodio fue de 5.2 años ±2.0. El 50% de los casos fueron sexo femenino. Los hallazgos clínicos más frecuentes en los tres primeros episodios evaluados fueron taquicardia, vómito y diarrea. Se observaron diferencias significativas en el recuento de leucocitos totales y neutrófilos: los primeros con tendencia a la reducción entre episodios, mientras que los neutrófilos presentaron aumento del primer al segundo episodio y reducción durante el tercero. Los principales focos de infección fueron mucosa oral (15.9%), tracto gastrointestinal (15.9%) y pulmonar (11.1%). Staphylococcus fueron los agentes etiológicos más frecuentemente reportados con un 12.8% del total de episodios. Conclusión: La neutropenia febril secundaria a tratamientos antineoplásicos, predispone a distintos procesos infecciosos de etiología variable, desarrollando una sintomatología amplia e impactando en la salud de los pacientes.