Objetivo: Relatar um caso de linfoma não Hodgkin difuso de grandes células B primário e analisar os aspectos clínicos laboratoriais e revisão de prontuário. Material e métodos: Estudo descritivo, tipo relato de caso, feito a partir da análise do prontuário da paciente no Hospital Central Coronel Pedro Germano no município de Natal, Rio Grande do Norte. Ademais, foram usadas literaturas capazes de elucidar as informações e fornecer o embasamento teórico. Relato de caso: JFS, 79 anos, sexo masculino, há 07 meses com história de aumento do volume abdominal. Ao exame físico, linfadenomegalia em região epitroclear bilateral, axila esquerda, inguinal à direita, supraclavicular esquerdo, fossa cubital esquerda, e esplenomegalia. Hemograma inicial: Hb 12,7 g/dL; 7.400 leucocitos com 22% de linfocitos, 248.000 plaquetas, velocidade de hemossedimentação (VHS) 26 mm/1ªhora. A tomografia computadorizada evidenciou incontáveis adenomegalias abdominais, subdiafragmática direita, cadeia hepatogastrica, epigástrica, retroperitoneal e mesentérica, ilíaca externa direita. A biopsia do fragmento do linfonodo inguinal direito revelou lesão de células redondas, sugestivo de Linfoma Não Hodgkin. A imunofenotipagem por citometria de fluxo (CF) na população de células mononucleares totais, observou-se expressão relacionados a linfócitos B maduros, com fenotipo CD19+, CD20+, CD22+, FMC7+, presença de linfócitos T maduros em quantidade regular, laudo de imunofenotipagem sugestivo de linfoproliferação por células B maduras. Após isso, foi iniciada a terapia R-CHOP (Rituximabe, Ciclofosfamida, Doxorubicina, Vincristina e Prednisona), que resultou em discreta melhoria clínica. Discussão: A imunofenotipagem é realizada pela citometria de fluxo, sendo uma técnica multiparamétrica importante para o diagnóstico, prognóstico, estadiamento, acompanhamento de terapêutica, assim como para classificação de neoplasias hematológicas. Ela tem como base a análise do ganho ou perda de expressão dos anticorpos expressos por cada célula sanguínea durante a diferenciação celular com posterior interpretação dos dados, identificando assim a ausência ou presença de populações anômalas. A técnica de citometria de fluxo utilizada na imunofenotipagem serve para contar, examinar e classificar partículas microscópicas suspensas em meio líquido em fluxo. Dessa forma, Permite a análise de vários parâmetros simultaneamente, sendo conhecida também por citometria de fluxo multiparamétrica. Assim, ela pode ser realizada em material de sangue periférico, medula óssea, líquidos cavitários, ou mesmo tumores sólidos desde que as células estejam desagregadas e ressuspendidas em meio líquido. Neste relato, a imunofenotipagem foi compatível com infiltração por células B linfóides maduras clonais. Conclusão: As neoplasias sanguíneas apresentam uma grande heterogeneidade. Sendo indispensável associar a clínica do paciente com exames complementares para ter o diagnóstico preciso. Tornando-se o uso da imunofenotipagem essencial, a fim de determinar o subtipo do linfoma. Em seguida ser tomado a conduta terapêutica de forma rápida e adequada.