RESUMO Os efeitos da aplicação das rendas petrolíferas para o desenvolvimento socioeconômico e o financiamento de políticas públicas têm sido questionados na literatura. O objetivo principal deste estudo foi analisar a importância das compensações financeiras – royalties e participação especial – para o financiamento municipal da saúde na região Norte Fluminense do estado do Rio de Janeiro, que é responsável por mais de 70% do petróleo produzido no Brasil. A metodologia envolveu a análise de dados secundários das receitas e despesas municipais com saúde nos anos 2000. Os resultados sugerem que a variação de recursos orçamentários relacionados ao petróleo se associou à diferença significativa na despesa total com saúde nos municípios da região. No entanto, a execução e a distribuição das despesas por tipo não ocorreram de forma proporcional à variação na disponibilidade das receitas. A forte dependência das rendas petrolíferas sugere maior autonomia municipal no gasto em saúde se comparado a outros municípios do país. Conclui-se que é preciso estabelecer outros critérios de distribuição e uso de recursos para favorecer a equalização dos gastos e a articulação entre as ações dos governos no ambiente regional.