Apresentamos neste artigo o estudo de recepção conduzido com o público de O problemão da Banda Infinita, espetáculo infantil sobre matemática produzido pelo Museu da Vida/Fiocruz (Brasil). O objetivo foi investigar o potencial do teatro como estratégia de divulgação científica. Para isso, analisamos fichas preenchidas por 250 estudantes de entre seis e onze anos que assistiram à peça em passeio escolar ao museu, com informações sobre sexo, idade e nível de diversão e um desenho sobre a peça. Os resultados sugerem que o espetáculo teve uma recepção positiva. De diferentes formas, eles retratam uma experiência significativa –tanto cognitiva quanto afetiva– no teatro do Museu da Vida. Isso pode contribuir para que desenvolvam uma percepção positiva da matemática (e do teatro) ao longo da vida, que era a principal intenção do espetáculo. Evidenciamos, assim, a potência da interação entre ciência e teatro como estratégia de divulgação científica e cultural.