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O medo e ansiedade representam uma barreira durante o atendimento odontológico e podem causar alterações comportamentais e fisiológicas. Essas alterações podem ser avaliadas através de escalas comportamentais e da mensuração do nível de cortisol salivar. O objetivo do presente estudo foi avaliar o nível de cortisol salivar de crianças durante o tratamento odontológico restaurador sob sedação moderada com midazolam e com placebo, e verificar a correlação entre esta medida fisiológica e a avaliação do comportamento realizada através da escala Ohio State University Behavioral Rating Scale (OSUBRS). Realizou-se um ensaio clínico randomizado controlado cruzado triplo-cego com 18 crianças saudáveis de 2 a 5 anos de idade com necessidade de pelo menos duas sessões de tratamento odontológico restaurador. Cada criança foi submetida a tratamento sob sedação com midazolam oral (1 mg/kg) e outra sessão com placebo, sendo que em ambas as sessões realizou-se estabilização protetora. A avaliação do comportamento infantil foi realizada a partir de vídeos das sessões clínicas utilizando-se a escala OSUBRS e o nível de cortisol salivar foi avaliado em 4 momentos nas duas sessões (ao acordar, ao chegar na Faculdade de Odontologia (FO), 25 minutos após a anestesia e 25 minutos após o término do procedimento). As amostras de saliva foram analisadas por um ensaio imunoenzimático para obter a média do nível de cortisol salivar. Os resultados demonstraram que o nível de cortisol salivar foi menor quando as crianças receberam o midazolam do que quando receberam o placebo no momento da anestesia (p=0,004). Observou-se maior variação no nível de cortisol salivar quando as crianças receberam o placebo do que quando receberam o midazolam. No entanto, não foi demonstrada diferença entre os níveis de cortisol salivar verificados nos quatro momentos de coleta durante o tratamento com sedação (p=0,319) e com o placebo (p=0,080). Em relação ao comportamento infantil, não foi observado melhora durante o atendimento com sedação comparado com o placebo. Os níveis de cortisol salivar não apresentaram correlação com o comportamento infantil avaliado através da escala OSUBRS, tanto durante o tratamento sob sedação quanto com o placebo. Portanto, concluiu-se que o midazolam oral na dose de 1,0 mg/kg é eficaz na redução do nível de cortisol salivar de crianças de 2 a 5 anos de idade durante o tratamento odontológico restaurador. Entretanto, essa redução do nível de cortisol na saliva não refletiu em um melhor comportamento clínico dessas crianças. The fear and anxiety represent a barrier for dental care and can cause behavioral and physiological changes. These changes can be evaluated through behavioral scales and the measurement of salivary cortisol levels. The aim of this study was to evaluate the level of salivary cortisol in children during restorative dental treatment under moderate sedation with midazolam and taken a placebo and verify the correlation between this physiological measure and the assessment of the behavior conducted through the scale Ohio State University Behavioral Rating Scale (OSUBRS). A randomized controlled crossover triple-blind clinical trial was conducted with 18 healthy children from 2 to 5-year olds with necessity of at least two sessions of restorative dental treatment. Each child was undergo treatment under sedation with 1mg/kg oral midazolam in one session and the other with a placebo and in both sessions protective stabilization was associated. The assessment of child behavior was conducted from videos of clinical sessions using the scale of OSUBRS and the salivary cortisol level was evaluated in 4 moments on the two sessions (waking up, on arrival at the Dental School (DS), 25 minutes after the anesthesia and 25 minutes after finishing the procedure). The saliva samples were analyzed by the Enzyme Immunoassay test to get the mean salivary cortisol level. The results showed that the salivary cortisol level was lower when the children had received midazolam than when they had received the placebo at the moment of anesthesia (p=0.004). It was! Observed greater variation in cortisol level when the children received placebo than when they received midazolam. However, there were no differences between salivary cortisol levels observed in the four moments during treatment with sedation (p = 0.319) or placebo (p = 0.080). Regarding the child behavior it was not observed improvement during the treatment with sedation compared with placebo. The salivary cortisol levels showed no statistically significant correlation with the child’s behavior assessed by the scale OSUBRS during dental treatment under sedation or placebo. Therefore it was concluded that the oral midazolam dose of 1.0 mg/kg is effective in reducing the levels of salivary cortisol of children from 2 to 5-year olds during restorative dental treatment. However, this reduction in the level of cortisol in saliva did not reflect in better clinical behavior of these children.