Introdução: Os trabalhadores de saúde das redes pública e privada estiveram na linha de frente no combate à pandemia de covid-19, com consequente enfrentamento de incertezas, altas demandas, cargas horárias excessivas e medo de contrair o vírus. Objetivos: Investigar a ocorrência de sofrimento mental entre trabalhadores da assistência à saúde pública e privada no início da pandemia de covid-19. Métodos: Estudo observacional quantitativo, realizado entre abril e junho de 2020, incluindo trabalhadores que atuaram no atendimento aos casos suspeitos e confirmados de covid-19 no território brasileiro. O sofrimento mental foi avaliado por meio do Self-Reporting Questionnaire (SRQ-20). Foi analisada a associação entre o desfecho e as variáveis independentes por meio do teste do qui-quadrado. Resultados: Entre os 400 profissionais de saúde, a maioria era da enfermagem (69,8%), atuando na Região Sudeste do país (69,5%), vinculados a uma instituição na rede pública de saúde (71,8%) e com jornada de trabalho média de 45,81 horas semanais. A taxa de sofrimento mental foi de 56,8% no grupo. Não houve associação estatisticamente significativa entre o desfecho e o tipo de organização (pública/privada). Houve associação entre sofrimento mental e categoria profissional e relato de comorbidades prévias. Conclusões: Evidenciou-se que, independentemente do nível ou local de assistência, houve impacto no bem-estar mental. O sofrimento mental foi um dos grandes desafios enfrentados pelos trabalhadores de saúde durante a pandemia, independentemente da natureza da instituição, sendo um fenômeno relevante à saúde do trabalhador em geral na situação de pandemia. Palavras-chave: saúde ocupacional; vigilância em saúde do trabalhador; COVID-19; saúde mental; transtornos mentais.