Este estudo clínico prospectivo avaliou a taxa de sucesso do tratamento endodôntico utilizando um protocolo antimicrobiano definido. Trinta e cinco dentes unirradiculares com periodontite apical primária foram submetidos ao tratamento endodôntico. O preparo químico-cirúrgico foi realizado com instrumentos reciprocantes, utilizando NaOCl 2,5%, seguidos de ativação com o instrumento XP-endo Finisher e irrigação ultrassônica passiva como procedimentos complementares de desinfecção (PCD) na 1a consulta. Os canais radiculares foram preenchidos com pasta de hidróxido de cálcio por 14 dias e obturados após reinstrumentação dos canais radiculares na 2a consulta. Coletas microbiológicas realizadas no momento da obturação, analisadas por qPCR baseada em 16S rDNA, foram correlacionadas com o prognóstico do tratamento. Vinte e sete casos retornaram para acompanhamento, aproximadamente 12 meses após o tratamento. O sucesso do tratamento endodôntico foi analisado baseado em critérios clínicos, radiográficos e tomográficos. A análise das imagens foi realizada por 2 avaliadores treinados, com valor de Kappa igual a 0,74 e 0,6 para tomografia e radiografia, respectivamente. A tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) apresentou maior especificidade (37%) pós tratamento quando comparada com a radiografia periapical (59,3%) (p = 0,03). Porém, quando o sucesso do tratamento foi analisado pela ausência ou redução da lesão periapical, ambos os métodos apresentaram o mesmo índice de sucesso (89%). A variação do volume das lesões periapicais foi significativa 1 ano após o tratamento (p < 0.0001). Dos 22 casos que possuíam dados microbiológicos, 32% apresentaram reações qPCR positivas no momento da obturação. A presença de baixos níveis de DNA bacteriano no momento da obturação dos canais radiculares não exerceu influência no prognóstico do tratamento. Concluiu-se que a taxa de sucesso do tratamento endodôntico utilizando PCD foi elevada, provavelmente devido à drástica redução bacteriana promovida pelo protocolo estudado.