Este estudo observacional transversal analisou a perspectiva de atuação profissional do cirurgião-dentista na Estratégia Saúde da Família (ESF). Os participantes foram estudantes do último semestre de graduação em Odontologia de Universidade Pública do Sul do Brasil. A coleta de dados foi realizada de 2010-2019, pela aplicação de instrumento de pesquisa semiestruturado, autoaplicável e pré-testado. Análises estatísticas descritivas e modelos de regressão logística binária foram usados para estimar a Odds Ratio (OR) não ajustada e ajustada e o intervalo de confiança (IC) de 95% correspondente para associação entre as turmas de formandos e a atuação profissional na ESF. As respostas à questão aberta foram classificadas por temas emergentes, na perspectiva da análise temática de conteúdo. Participaram da pesquisa 677 estudantes de Odontologia (percentual de resposta: 85,1%). Estudantes concluintes das turmas de 2015-2019 tiveram 2,06 vezes mais probabilidade (IC95% 1,49-2,85) de considerar a atuação de 40 horas da ESF quando comparados aos estudantes das turmas de 2010-2014. Mulheres tinham 1,77 vezes mais probabilidade (IC 95% 1,32-2,36) de pretensão de atuar na ESF em comparação com os homens. O interesse pela atuação profissional no Sistema Único de Saúde (SUS)/Atenção Primária à Saúde (APS) foi explicado por fatores relacionados à afinidade com a área da Saúde Pública/SUS, possibilidade de atuação junto a equipes multiprofissionais, contato próximo a pacientes-famílias-comunidades, estabilidade financeira, boas condições de trabalho e de carreira profissional, bem como realização pessoal e profissional. Experiências positivas de aprendizado na APS oportunizadas pelo estágio curricular, junto a equipes multiprofissionais e às pessoas-famílias-comunidade, foram determinantes para o interesse dos estudantes pela atuação profissional na ESF. Recomenda-se que os resultados desta pesquisa sejam complementados por estudos que incluam egressos do curso e abordagens qualitativas de pesquisa, buscando a compreensão da atuação desses profissionais no SUS e a avaliação das políticas de educação e saúde adotadas no Brasil.