RESUMO Objetivo Verificar a associação entre musicalização infantil e habilidades auditivas de ordenação temporal e localização sonora em pré-escolares de 5 e 6 anos. Métodos Participaram do estudo 60 crianças de ambos os sexos, de 5 anos a 6 anos e 11 meses, sendo 30 do grupo com treinamento musical e 30 do grupo sem treinamento musical. Os participantes de ambos os grupos foram submetidos à triagem auditiva, avaliação simplificada do processamento auditivo e ao teste Padrão de Frequência, em campo livre. Os desempenhos de cada um dos procedimentos foram tabulados, analisando-se as possíveis correlações e associações entre eles, como variáveis dependentes e variáveis independentes, como grupo, sexo e idade. Resultados O grupo com treinamento musical apresentou média de acertos superior ao grupo sem treinamento musical, nos testes de memória sequencial não verbal e verbal, teste Padrão de Frequência não verbal e verbal. Sujeitos de 5 anos do grupo com treinamento musical obtiveram melhor desempenho, em relação aos sujeitos de 5 anos do grupo sem treinamento musical, acertando mais sequências. No teste de localização sonora, não houve diferença entre a idade e o grupo. Conclusão Pré-escolares de 5 e 6 anos que participavam de musicalização infantil apresentaram melhor desempenho nos testes que avaliaram as habilidades de memória sequencial não verbal e verbal e de ordenação temporal de três sons, quando comparados aos pré-escolares que não participavam de musicalização. Portanto, a musicalização infantil influenciou positivamente as habilidades auditivas de pré-escolares de 5 e 6 anos.