As neoplasias primárias ovarianas são incomuns e de baixa incidência em mamíferos domésticos. Os luteomas são extremamente raros, apresentam comportamento benigno e não produzem metástases. O objetivo deste estudo foi descrever as características patológicas e imuno-histoquímicas de um tumor estromal do cordão sexual ovariano (luteoma) em uma fêmea Border Collie. Macroscopicamente, o ovário era multilobular, hemorrágico e ao corte era macio, branco homogêneo. Histologicamente, observou-se obliterando difusamente a arquitetura do tecido ovariano normal uma neoplasia multilobular, densamente celular, composta por células redondas a poligonais dispostas em ilhas separadas por estroma fibrovascular. Na avaliação imuno-histoquímica, houve imunomarcação positiva para Vimentina, Alfa-inibina, Melan-A, NSE e RP. O diagnóstico de luteoma nesse caso, baseou-se na análise morfológica e no perfil imuno-histoquímico observado. A imuno-histoquímica foi utilizada nesse caso para diferenciar o luteoma dos tumores que apresentam padrões semelhantes no exame microscópico de rotina. Conclui-se que o luteoma é uma neoplasia rara em cães e o diagnóstico histopatológico e imuno-histoquímico são fundamentais para a confirmação definitiva dessa neoplasia, visto que alguns tumores ovarianos apresentam morfologia celular semelhantes.