O presente trabalho apresenta uma análise mecânico-probabilística da vida útil de serviço de vigas de concreto sujeitas à corrosão por carbonatação. Os períodos de iniciação e propagação da corrosão são determinados por meio do cálculo de probabilidades de ocorrência dos estados limites de despassivação e fissuração, respectivamente. Os resultados encontrados apontam que a depender do tipo de cimento, do cobrimento, da taxa de armadura e do ambiente de exposição, a vida útil de serviço pode ser drasticamente reduzida, apresentando em muitos casos, confiabilidade estrutural e durabilidade inferior à requisitada em projeto. Ademais, os resultados demonstram a importância da consideração da aleatoriedade das variáveis, a fim de representar com maior fidelidade o processo de corrosão e, seus efeitos deletérios no concreto. Palavras clave: Corrosão; vida útil de serviço; fissuração do concreto; confiabilidade; simulação de Monte Carlo.