Resumo Objetivo: investigar os fatores associados à falha de extubação de pacientes na unidade de terapia intensiva. Método: caso-controle não pareado, longitudinal, retrospectivo e quantitativo com a participação de 480 pacientes por meio de parâmetros clínicos para desmame ventilatório. Dados analisados por: Teste Exato de Fisher ou o teste Qui-quadrado; teste t de Student bicaudal não pareado; e teste de Mann-Whitney. Admitiram-se significantes valores de P menores ou iguais a 0,05. Resultados: dos pacientes, 415 (86,5%) tiveram sucesso e 65 (13,5%) falharam. Grupo sucesso: balanço hídrico mais negativo, APACHE II em 20 (14-25), tosse fraca em 58 (13,9%). Grupo falha: balanço hídrico mais positivo, APACHE II em 23 (19-29), tosse fraca em 31 (47,7 %), quantidade abundante de secreção pulmonar em 47,7 %. Conclusão: o balanço hídrico positivo e a presença de tosse ineficiente ou incapacidade de higienizar a via aérea foram preditores de falhas de extubação.