Introdução: na avaliação clínica da próstata, durante o exame de toque retal, podem ser reconhecidos nódulos irregulares nas glândulas externas localizadas na periferia desse órgão. Entre os tipos de patologias existentes, o adenocarcinoma de próstata é a neoplasia mais comum desse tecido, bem como a segunda de maior incidência no sexo masculino no Brasil. Objetivo: evidenciar um caso clínico de dosagem alta de Antígeno Prostático Específico (PSA) em paciente após prostatectomia radical e sem evidências clínicas que atestem recidiva tumoral. Metodologia: trata-se de um estudo de caso clínico com perspectiva qualitativa e descritiva, que consiste em uma pesquisa em que, em geral, ocorre com coleta direta de dados, cujo o pesquisador é o instrumento indispensável. Relato de caso: Trata-se de paciente diagnosticado com adenocarcinoma prostático e submetido à prostatectomia radical. Mesmo após a retirada da cirúrgica, a dosagem de PSA continuou alta, no entanto, sem nenhum achado clínico que ateste possível recidiva tumoral. Discussão: o PSA, apesar de ser amplamente utilizado de maneira complementar ao diagnóstico do câncer de próstata, também é empregado durante o acompanhamento e a verificação da eficácia terapêutica. Dessa forma, ressalta-se que o aumento dos valores desse marcador após a prostatectomia radical, configurando uma recidiva bioquímica, nem sempre é um indício de processos metastáticos ou de reincidência tumoral. Conclusão: nesse caso, é imperativo que exames complementares, como a cintilografia óssea e a ressonância magnética, sejam realizados para descartar absolutamente diagnósticos indicativos de malignidade e para indicar o manejo adequado do quadro clínico. Sob esse viés, após uma avaliação individualizada, uma alternativa admissível é a introdução da hormonioterapia para a estabilização desses valores ainda elevados de PSA.