Objetivo: Avaliar a frequência de identificação e notificação de abuso físico infantil (AFI) por profissionais da Estratégia Saúde da Família (ESF) e fatores associados em regionais com diferente vulnerabilidade social de Belo Horizonte, Brasil. Métodos: Trata-se de um estudo transversal com amostra de conveniência de pediatras, dentistas, médicos da família e enfermeiros, de dois distritos da ESF de Belo Horizonte, Brasil. Os distritos foram selecionados tomando como referência os índices de vulnerabilidade social. Os profissionais foram convidados a responder um questionário autoaplicável desenvolvido na Universidade de Londres, adaptado para o uso no Brasil. Foram realizadas análises descritivas e analíticas, utilizando o teste qui-quadrado de Pearson (p<0,05). Resultados: Participaram do estudo 144 profissionais: 35 (24,3%) dentistas, 46 (31,9%) enfermeiros, 45 (31,2%) médicos da família e 18 (12,5%) pediatras. Do total, 86 (59,7%) profissionais já identificaram algum caso de AFI na experiência profissional, mas apenas 38 (26,4%) notificaram às autoridades. A identificação e notificação estiveram associadas à categoria profissional (p < 0,001) e aos profissionais que realizaram pós-graduação com enfoque na criança (p < 0,001). A vulnerabilidade das regionais não esteve associada à identificação e notificação dos casos de AFI (p = 0,754). Conclusão: A identificação e notificação de casos de AFI associaram-se aos profissionais com formação voltada para o atendimento da criança e com a categoria profissional, sendo o pediatra e o enfermeiro os que mais identificaram e notificaram. A vulnerabilidade social da regional não esteve associada com a identificação e notificação. Descritores: Maus-tratos infantis. Estratégia Saúde da Família. Notificação compulsória.