Objetivos: Verificar a concentração plasmática de vitamina D em indivíduos com sobrepeso e obesos, na faixa etária infantil. Avaliar se a suplementação com a vitamina D diminui o grau de obesidade. Métodos: Revisão sistemática nas bases de dados PubMed e Scielo, utilizando os descritores “Children Obesity” e “Vitamin D”. Foram selecionados e analisados por meio de estatística descritiva, os artigos completos com ensaios randomizados e controlados, do período de 2012 a 2022, que abordavam a concentração plasmática de vitamina D em indivíduos com idade máxima de 14 anos. Resultados: Foi verificada a concentração plasmática de vitamina D em 983 indivíduos selecionados em 7 artigos, na faixa etária média de 11, 91 (2,21) anos e com 98,14 (1,86) de percentil de obesidade (IMC/Kg de peso corporal). Destes, 95,22% apresentavam deficiência de vitamina D, com concentração plasmática média de 15,50 (2,90) ng/mL. A suplementação de vitamina D não acarretou diminuição no grau de adiposidade que levasse aos índices normais. Conclusões: Os resultados indicam que indivíduos obesos e com sobrepeso apresentam baixa concentração plasmática de vitamina D e que o grau de adiposidade não é revertido coma suplementação da vitamina nas doses e períodos analisados.