Objetivo: avaliar, de forma prospectiva, o desempenho da punção aspirativa por agulha fina (PAAF) no diagnóstico diferencial de nódulos mamários palpáveis. Método: avaliaram-se a sensibilidade, a especificidade, os valores preditivos e a acurácia deste teste em 102 mulheres com idade superior a 30 anos, com nódulos mamários palpáveis, atendidas na Universidade Estadual de Campinas. As punções foram realizadas por um único examinador. Resultados: o procedimento teve sensibilidade de 97%, especificidade de 87%, valor preditivo positivo de 94% e negativo de 93%. A taxa de material insuficiente ou insatisfatório foi de 16% na primeira punção, diminuindo para 2% com uma nova PAAF. Conclusões: Este teste mostrou-se altamente sensível e específico no diagnóstico diferencial de nódulos mamários palpáveis, reafirmando-se a sua grande importância na abordagem clínica de nódulos palpáveis.