A Mata Atlântica apresenta uma enorme biodiversidade e alto grau de endemismo, sendo considerada um dos principais hotsposts de biodiversidade do mundo. Entretanto, é também um dos biomas mais ameaçados do planeta. O sagui-da-serra (Callithrix flaviceps) é uma espécie endêmica a uma pequena área da Mata Atlântica do Sudeste brasileiro e está categorizada como “Em perigo”, devido às ameaças da perda de hábitat, hibridação e competição com congêneres invasores. Compreender tendências populacionais e entender as respostas de espécies ameaçadas frente às alterações no ambiente é crucial para elaborar planos de manejo e ações para conservação de espécies. Nesse contexto, o principal objetivo do presente trabalho foi determinar as probabilidades de ocupação e detecção de Callithrix flaviceps em duas áreas de Mata Atlântica que abrangem uma Reserva Particular do Patrimônio Natural e seu entorno e investigar se algumas variáveis ambientais locais poderiam influenciar na ocupação da espécie. O método de playback foi utilizado como forma de amostragem, sendo realizados 286 eventos de chamada em 145 sítios amostrais (áreas circulares com 200 m de raio). O sagui-da-serra foi registrado em 25 dos 145 sítios amostrados, com o número de indivíduos avistados nos grupos sociais variando entre dois e 12, e com o registro de um a dois híbridos em três dos bandos. A probabilidade de detecção de C. flaviceps foi relativamente baixa (p = 0,19) e, embora a espécie seja bem responsiva ao playback, um maior tempo de espera no método é indicado para uma melhor detecção da espécie. Uma probabilidade de ocupação ψ > 0,6 foi estimada em 42% dos hexágonos (com raio interno de 200 m) que compõem a área 1 e em 27% dos hexágonos que compõem a área 2. A ocupação desta espécie nessa região aponta para uma flexibilidade tanto de habitat, quanto alimentar, o que pode estar contribuindo para sua abundância e persistência nos fragmentos florestais da região. O estudo serve como base para o monitoramento da ocorrência da espécie na região ao longo dos anos, permitindo avaliar estratégias de conservação dos saguis.Palavras-chave: Ocupação. Detecção. Conservação. Monitoramento.