Objective: to analyze female vulnerability factors associated with human immunodeficiency virus infection among women of childbearing age. Methods: a case-control epidemiological study with women of childbearing age performed at a referral service center. Data on socioeconomic vulnerability, individual, partners and health services were collected. These were analyzed in univariate, bivariate and multivariate ways. Results: 174 women participated in the study, in which it was shown that the chances for infection increased fourfold to those with family income up to 1,000.00, 5.5 times more for those who did not know female condoms, 16.7 times more for those who used alcohol and 4.8 times higher for those who did not receive guidelines in the health services. Conclusion: the analysis made it possible to identify the main vulnerability markers for virus infection in women of childbearing age, especially those of an individual, socioeconomic and programmatic nature. Descriptors: Sexually Transmitted Diseases; HIV; Acquired Immunodeficiency Syndrome; Women's Health; Health Vulnerability. Objetivo: analisar fatores de vulnerabilidade feminina associados à infecção pelo Vírus da Imunodeficiência Humana entre mulheres em idade fértil. Métodos: estudo epidemiológico do tipo caso-controle com mulheres em idade fértil realizado em um serviço de referência. Foram coletados dados sobre vulnerabilidade socioeconômicos, individuais, dos parceiros e dos serviços de saúde. Estes foram analisados de forma uni, bi e multivariada. Resultados: fizeram parte da pesquisa 174 mulheres, na qual se evidenciou que as chances para infecção aumentavam quatro vezes para as que tinham renda familiar até 1.000,00, 5,5 vezes mais para aquelas que não conheciam camisinha feminina, 16,7 vezes mais para as que fizeram uso de bebida alcoólica e 4,8 vezes maior para aquelas que não recebiam orientações nos serviços de saúde. Conclusão: a análise permitiu identificar os principais marcadores de vulnerabilidade para a infecção do vírus em mulheres em idade fértil, principalmente os de cunho individual, socioeconômico e programático.