Introdução: Leishmaniose cutânea (LC) devido à infecção por L. braziliensis é caracterizada pelo desenvolvimento de lesões cutâneas ulcerativas. Recentemente, atenção tem sido dada à participação das células T CD8+ para a resposta inflamatória deletéria observada em pacientes com LC. Foi demonstrado que estas células contribuem para a imunopatologia através da produção de citocinas pró-inflamatórias, granzima e perforina. Em adição às células T CD8+, células NK e NKT são também importantes fontes de citocinas pró-inflamatórias, granzima e perforina, e o papel destas células na infecção por L. braziliensis ainda não foi investigado. Objetivo: Avaliar o papel das células NK na infecção por L. braziliensis. Métodos: As células mononucleares de sangue periférico foram obtidas a partir de indivíduos saudáveis e de pacientes com LC para a marcação ex-vivo com CD56, CD8, CD3, e marcação intracelular para granzima e perforina. As células derivadas de biópsias foram obtidas para imunofenotipagem por citometria de fluxo e imunohistoqímica. Resultados: Identificamos quatro sub-populações de células citotóxicas: células NK (CD8-CD3-), células NK (CD8dimCD3-), células NKT-like (CD8brigthCD3+) e células T CD8+. Observamos que as frequências de sub-populações de células NK (CD8- e CD8+) estavam aumentadas no sangue periférico de pacientes com LC quando comparadas com IS, e estas duas populações expressam mais granzima e perforina do que as células T CD8+ em pacientes com LC. Observamos ainda que as células NK derivadas de lesões de pacientes com LC expressam mais CD107a, marcador de degranulação, do que as células T CD8+. E que as células NK contribuem para destruição de parasitos na infecção por L. braziliensis Conclusão: Os nossos dados sugerem uma dicotomia funcional das células NK na leishmaniose cutânea, participando tanto na patogênese da doença quanto na destruição de parasitos.