RESUMO Objetivo: Analisar a associação entre a letalidade e o cuidado hospitalar recebido por crianças e adolescentes internados por COVID-19 e o produto interno bruto (PIB) per capita dos municípios brasileiros e a região de residência. Métodos: Os dados foram extraídos do Sistema de Informação de Vigilância Epidemiológica da Gripe e do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Analisaram-se como desfechos dicotômicos a letalidade hospitalar por COVID-19, a coleta de amostra biológica para diagnóstico de COVID-19, a realização de exames raio X e tomografia, o uso de suporte ventilatório e a internação em unidade de terapia intensiva. As covariáveis foram o PIB municipal per capita e a região brasileira de residência. Foi realizada regressão de Poisson para os desfechos registrados em 2020 e 2021 no Brasil e segundo o período compreendido em duas ondas de COVID-19 no país, ajustando-a por idade e sexo. Resultados: A letalidade hospitalar foi de 7,6%. Nos municípios dos menores decis de PIB per capita a letalidade foi quase quatro vezes maior entre crianças e duas vezes mais elevada entre adolescentes quando comparada àquela dos maiores decis. Adicionalmente, os residentes de municípios com menor PIB per capita realizaram menos coleta de amostra biológica para diagnóstico, exames de raio X e tomografias. Foram encontradas disparidades regionais associadas à letalidade, com piores indicadores nas regiões Norte e Nordeste. Os achados mantiveram-se consistentes durante as duas ondas de COVID-19. Conclusão: Em municípios com menor PIB per capita e das regiões Norte e Nordeste houve piores indicadores de letalidade e cuidado hospitalar.