A endometriose torácica é uma condição rara caracterizada pela presença de tecido endometrial fora do útero, comumente afetando a pleura e o parênquima pulmonar. Este artigo apresenta um caso de pneumotórax espontâneo recidivante associado à endometriose torácica em uma paciente de 36 anos. A paciente apresentou dois episódios de pneumotórax, ambos coincidentes com o início do ciclo menstrual. Foi realizada uma abordagem cirúrgica por videotoracoscopia (VATS) durante o segundo episódio, que identificou implantes endometriais em pleura, confirmados por exame anatomopatológico. A literatura descreve a endometriose torácica como uma condição subdiagnosticada, com sintomas variados, incluindo pneumotórax catamenial, hemotórax, e nódulos pulmonares. O diagnóstico é desafiador e requer uma combinação de exames de imagem, análise de líquido pleural e biópsia tecidual, com VATS sendo o padrão ouro tanto para diagnóstico quanto para tratamento. O manejo inclui terapia hormonal e intervenção cirúrgica, visando reduzir a recorrência e as complicações. Este relato enfatiza a importância da suspeita clínica e do diagnóstico precoce, especialmente em mulheres em idade fértil com sintomas respiratórios cíclicos, para reduzir a morbidade associada à endometriose torácica.