Introdução: A prematuridade representa importante problema de saúde pública devido à elevada morbimortalidade neonatal e às repercussões clínicas associadas ao nascimento pré-termo. A assistência pré-natal adequada constitui estratégia fundamental para identificação precoce de fatores de risco gestacionais e prevenção de desfechos neonatais graves, especialmente em gestações de alto risco. Objetivo: Avaliar fatores demográficos, clínicos e assistenciais relacionados ao pré-natal de alto risco e sua associação com desfechos neonatais em recém-nascidos prematuros internados em unidade de terapia intensiva neonatal. Método: Estudo observacional, transversal, analítico e de abordagem quantitativa, realizado na Unidade de Terapia Intensiva Neonatal da Nova Maternidade Dona Evangelina Rosa, em Teresina, Piauí. Participaram do estudo 50 puérperas com recém-nascidos prematuros internados na unidade neonatal. Os dados foram coletados por meio de questionário estruturado, prontuários neonatais e cartões da gestante. Realizou-se análise descritiva e inferencial utilizando os testes Qui-quadrado, Exato de Fisher, Mann-Whitney, Kruskal-Wallis e correlação de Spearman, adotando-se nível de significância de 5% (p<0,05). Resultados: Observou-se predominância de mulheres pardas, com baixa renda e sem trabalho remunerado. Houve elevada frequência de prematuridade extrema e recém-nascidos com muito baixo peso ao nascer. Identificou-se correlação positiva entre maior número de consultas pré-natal e maiores idades gestacionais ao nascimento (rho=0,40; p=0,0048). Também foram observadas associações estatisticamente significativas entre menor idade gestacional e óbito neonatal (p=0,0414), bem como entre menor peso ao nascer e ocorrência de óbito neonatal (p=0,0005). As análises regionais sugeriram heterogeneidade territorial da assistência materno-infantil no estado, embora sem significância estatística. Conclusão: Os achados reforçam a relevância da assistência pré-natal na gravidade dos desfechos neonatais em recém-nascidos prematuros, destacando a necessidade de fortalecimento da qualificação do cuidado gestacional, regionalização da assistência e integração das Redes de Atenção à Saúde para redução das desigualdades materno-infantis.