Introdução: A sepse neonatal (SN) é importante causa de morbimortalidade em recém-nascidos apesar dos avanços. Possuindo uma fisiopatologia complexa, a SN apresenta diferentes formas clínicas e, eventualmente, sintomas ou sinais norteadores escassos; o que dificulta o diagnóstico, a análise da gravidade e a terapêutica oportuna. Objetivo: Analisar o uso de biomarcadores para o diagnóstico precoce e avaliação prognóstica da SN. Método: Revisão bibliográfica com busca nas bases de dados PubMed/MEDLINE, Scielo e BVS, realizada entre fevereiro e março de 2021, com análise de 21 artigos publicados de janeiro de 2010 a dezembro de 2020. Resultados e Discussão: Os biomarcadores usados na análise da SN, como a proteína C reativa (PCR), procalcitonina (PCT), interleucinas (IL-6, IL-8), fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) e marcadores de superfície celular, são importantes no diagnóstico e assistência mais céleres, viabilizando um melhor prognóstico para os casos neonatais. Conclusão: O estudo dos biomarcadores com o conhecimento acerca da modificação de seus níveis séricos durante a progressão da doença pode facilitar a análise e predizer a gravidade da SN, além de orientar a instauração de um protocolo precoce, aumentando a proporção de pacientes que recebem um tratamento eficaz e obtêm melhores prognósticos.