Introdução: A autolesão é um comportamento intencional de causar danos ao próprio corpo sem intenção suicida e geralmente iniciado na adolescência, assumindo diversas formas, desde arranhões e cortes até mutilações mais graves. Objetivo: Investigar a associação entre comportamentos de autolesão e sintomas de depressão, ansiedade e estresse em adolescentes de escola pública. Material e método: Trata-se de um estudo analítico, transversal e multicêntrico, conduzido em cinco escolas públicas de cinco centros: Teresina (PI), Natal (RN), São Luís (MA), Parnaíba (PI) e Juazeiro do Norte (CE). A população foi constituída por adolescentes de 15 a 19 anos, regularmente matriculados no ensino médio e que estavam presentes na escola no dia e horário agendados para a coleta de dados. Trata-se de uma pesquisa com amostragem estratificada proporcional com cotas mínimas por centro, contabilizando um total de 294 estudantes. Foram aplicados um questionário de caracterização dos participantes, a Escala de Comportamento de Autolesão e a Escala de Depressão, Ansiedade e Estresse para Adolescentes. A coleta de dados foi realizada em novembro e dezembro de 2025, por meio de entrevistas individuais nas escolas. Todos os procedimentos éticos foram seguidos e os dados coletados foram tabulados em planilha eletrônica no programa Microsoft Excel e submetidos à análise estatística no software estatístico R, versão 4.5.2. O projeto recebeu aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Piauí (parecer nº 7.965.134/2025). Resultados: A amostra foi composta por 294 adolescentes de escolas públicas de cinco municípios do Nordeste brasileiro, com distribuição relativamente homogênea entre as localidades. Observou-se equilíbrio entre os sexos biológicos, predominância de adolescentes com 18 anos, majoritariamente identificados como homens cis ou mulheres cis, predominantemente matriculados no segundo ano do ensino médio regular, e autodeclarados pardos. A maioria residia em área urbana, em moradia própria, vivendo com os pais, não exercia atividade laboral e apresentava renda familiar mediana de R$ 1.518,00, tendo o trabalho formal como principal fonte de subsistência, embora parte relatasse dificuldades ocasionais para suprir necessidades básicas. Observou-se associação estatisticamente significativa entre a gravidade do comportamento de autolesão e níveis mais elevados de depressão, ansiedade, estresse e escore total da Escala de Depressão, Ansiedade e Estresse para Adolescentes, com tendência monotônica. Nos modelos multivariados, o escore total da Escala de Depressão, Ansiedade e Estresse para Adolescentes e a frequência de faltas escolares permaneceram independentemente associados à maior gravidade da autolesão. A pior autopercepção da saúde mental manteve associação consistente com maiores níveis de sintomas depressivos, ansiosos e de estresse, bem como com maior escore global. Por outro lado, prática de atividade física e sentimento predominante de felicidade associaram-se a menor gravidade dos escores, após ajustes. Conclusão: O estudo identificou associações consistentes entre comportamentos de autolesão e maior gravidade de sintomas de depressão, ansiedade e estresse em adolescentes, relacionadas a fatores individuais, escolares e contextuais. Embora o delineamento não permita inferências causais, os achados evidenciam a complexidade e a natureza multifatorial da autolesão na adolescência, reforçando a necessidade de estratégias intersetoriais de promoção, prevenção e cuidado em saúde mental.