RESUMO O objetivo do estudo foi identificar desigualdades macrorregionais relacionadas à estrutura e ao processo de trabalho para o atendimento do Diabetes Mellitus (DM) na Atenção Primária à Saúde (APS) ao longo dos três ciclos do Programa Nacional de Melhoria do Acesso e da Qualidade da Atenção Básica (PMAQ-AB) no Brasil. Trata-se de um estudo ecológico, longitudinal, de abrangência nacional, com dados secundários dos três ciclos do PMAQ-AB. Os dados foram comparados entre as macrorregiões brasileiras utilizando o teste t com a correção de Bonferroni. As regiões Norte e Nordeste apresentaram os menores percentuais de adequação nos itens de estrutura: dependências da unidade (<74%), acessibilidade ao cadeirante (<63%), horário especial de funcionamento (<16%), equipe ampliada (<12%) e insumos (<89%) em todos os ciclos do PMAQ-AB, quando comparadas às demais regiões. Já os itens relacionados ao processo de trabalho apresentaram pouca variação entre as regiões, e os que apresentaram percentuais médios ≤ 75% de adequação foram: agenda especializada (41%, 33%, 41%), apoio matricial (58%, 72%, 70%), oferta e resolubilidade de ações (62%, 64%, 75%) e educação permanente (35%, 42%, 58%). Ainda existe a necessidade de investimentos na estrutura e em melhorias no processo de trabalho das equipes, principalmente nas macrorregiões Norte e Nordeste.