Introdução: Em janeiro de 2020, foi isolado na China o vírus SARS-CoV-2, causador da doença do coronavírus 19 (COVID-19), que posteriorment disseminou-se globalmente numa pandemia. A Atenção Primária à Saúde (APS) desempenha papel crucial na resposta global à ameaça, considerando-se o papel da APS como uma das portas de entrada do Sistema Único de Saúde (SUS) e como coordenadora do cuidado nesse sistema, com atuação ativa na resposta a surtos e epidemias. Nesse contexto, os profissionais atuantes na APS estão potencialmente expostos a sofrimento mental no cenário pandêmico. Objetivo: Analisar os níveis de sofrimento mental entre profissionais de saúde da APS de Petrolina (PE) no contexto da pandemia de COVID-19, verificando possível associação entre sofrimento mental e a atuação desses profissionais na linha de frente de combate à COVID-19. Métodos: Trata-se de estudo epidemiológico, transversal, com abordagem quantitativa e caráter exploratório. Foi aplicado um survey online com dados sociodemográficos e ocupacionais, bem como foi feita a avaliação do sofrimento mental nesse grupo de profissionais, por meio da aplicação da Escala de Distress Psicológico de Kessler (K10), sendo as respostas posteriormente analisadas estatisticamente. Resultados: Dos participantes, 48,6% apresentaram risco elevado para a presença de transtorno mental no contexto da pandemia de COVID-19, e uma média de 66,8%±21,7% dos sentimentos negativos experimentados têm relação com a pandemia. Além disso, nos 30 dias anteriores ao momento em que cada participante respondeu ao survey, 73,4% (correspondendo a 72,5% dos enfermeiros e 73,9% dos médicos) dos entrevistados relataram frequência maior que o habitual na ocorrência dos sentimentos investigados na Escala K10. A porcentagem média desses sentimentos atribuída às inseguranças/ incertezas/ medos relacionados à pandemia de COVID-19 é de 66,8% (com desvio padrão de ±21,7%). Dos respondentes, 99,1% (99,1%) consideram possível transmitir a infecção para familiares ou pessoas próximas. Trinta e sete (33,94% da população de estudo) declararam que fizeram uso de medicamento ansiolítico ou antidepressivo nos 30 dias anteriores ao momento em que o survey foi respondido, prescrito por médico assistente com quem realiza acompanhamento (19 participantes) ou por automedicação (18 participantes). É fator de sofrimento mental para os respondentes a possibilidade de ser veículo de transmissão de COVID-19 para familiares ou pessoas próximas. Observou-se associação estatisticamente significativa entre risco elevado de transtornos mentais e percepção dos respondentes (total e médicos) acerca dos equipamentos de proteção individual (EPI) disponíveis nas Unidades de Saúde. Não foi observada associação estatisticamente significativa entre sofrimento mental e demais indicadores. Conclusões: Num contexto de permanente medo e risco potencial de infecção por COVID-19 nesse grupo de profissionais, o sofrimento mental paira como ameaça permanente. Recomenda-se a adoção de estratégias para a abordagem do sofrimento mental nessa categoria profissional, além de estudos adicionais para determinar o perfil de adoecimento desse grupo.