A matemática vai muito além da escola, ao permitir às pessoas a participação no mundo letrado. Assim, esta pesquisa empírica tem o objetivo de investigar o nível de compreensão de multiplicação de estudantes do 3º ao 5º ano do ensino fundamental e quais estratégias utilizam para resolverem atividade experimental envolvendo essa operação. Participaram 81 estudantes de quatro escolas públicas e particulares de cidades do estado de Goiás. O instrumento utilizado para identificar a compreensão de multiplicação foi uma situação experimental que requeria conhecimento de adição, multiplicação e divisão, com a possibilidade de encontrar seis níveis de compreensão de multiplicação, com níveis crescentes de complexidade. Os resultados encontrados apontaram que os estudantes dos três anos escolares das escolas públicas e particulares têm dificuldades com a operação de multiplicação com números naturais e a operação “n vezes x” por antecipação mental, recorrendo com frequência ao suporte empírico e uso frequente e intuitivo da soma repetida. Não foi verificada diferença significativa quanto ao gênero e nível socioeconômico, mas a idade e o ano escolar cursado foram bons preditores de melhor compreensão de multiplicação. Dessa forma, este estudo abre possibilidades de pesquisas envolvendo a prática pedagógica das operações aritméticas e confere amplitude à análise dos processos de ensino e aprendizagem.