Este trabalho descreve uma metodologia eletroanalítica, utilizando voltametria adsortiva de onda quadrada, que foi aplicada com êxito na determinação direta de resíduos de dexametasona em águas naturais brutas utilizadas no abastecimento público do Estado do Ceará, Brasil. Os limites de detecção obtidos variaram entre 7,47 × 10 -9 e 1,80 × 10 -8 mol L -1 para as três matrizes de águas naturais brutas avaliadas. Os valores percentuais médios de recuperação (98,86% ± 0,72), repetibilidade (0,32% ± 0,05) e reprodutibilidade (0,91% ± 0,20) foram significativos, reafirmando a sensibilidade do procedimento. A energia dos orbitais LUMO e as cargas atômicas de Mülliken foram calculadas usando o funcional BLYP/DNP. Os resultados teóricos, aliados aos critérios de diagnóstico da voltametria de onda quadrada, indicam que o mecanismo redox da dexametasona está associado a processos de redução quase-reversível e irreversível dos grupos cetona localizados em C-20 e C-3, respectivamente. This paper describes an electroanalytical methodology using square-wave adsorptive voltammetry, which has been successfully applied for the direct determination of dexamethasone residues in raw natural waters used for the public supply of the Ceará State, Brazil. The obtained detection limits ranged from 7.47 × 10 -9 to 1.80 × 10 -8 mol L -1 for the three matrices of raw natural waters evaluated. High percentages of average recovery (98.86% ± 0.72), repeatability (0.32% ± 0.05) and reproducibility (0.91% ± 0.20) were obtained in these samples, reaffirming the sensitivity of the procedure. Energy of the LUMO orbitals and Mülliken's atomic charges were calculated using the functional BLYP/DNP. The theoretical results allied to the diagnostic criteria of the square-wave voltammetry indicate that the dexamethasone redox mechanism is associated to the quasi-reversible and irreversible reduction process of the ketone groups located at C-20 and C-3, respectively.