A síndrome de Lemierre caracteriza-se por uma rara entidade que gera tromboflebite da veia jugular interna e embolismo séptico em história da infecção recente da orofaringe, além de sinais radiológicos e isolamento de patógenos anaeróbicos, principalmente Fusobacterium necrophorum. Relatamos o caso de uma paciente do sexo feminino, 13 anos de idade, com histórico de carcinoma de nasofaringe associado ao vírus Epstein-Barr (estadiamento T4N2M0), submetida a procedimentos cirúrgicos e quimiorradioterapia. Iniciou com queixa de mialgia intensa, diplopia, lesões infectadas em membros e choque séptico. Por meio de exames de ultrassonografia cervical com Doppler colorido e tomografia computadorizada de pescoço com contraste endovenoso, foram identificados trombos intraluminais na veia jugular interna, além de trombos sépticos pulmonares, por meio da tomografia computadorizada de tórax. Posteriormente, ainda evoluiu com artrite piogênica coxofemoral esquerda. Foi isolada, por hemocultura, a bactéria Klebsiella pneumoniae Carpemenase, e o tratamento se deu pela associação entre vancomicina, amicacina, meropenem, metronidazol e anfotericina B. Conclui-se que, após o diagnóstico de SL e, embora com múltiplas complicações e diagnóstico tardio, a paciente encontra-se bem e assintomática, além do relato comprovar a dificuldade diagnóstica e de seu tratamento