RESUMO Objetivo: Analisar a distribuição temporal e espacial da cobertura da vacina contra poliomielite nos estados brasileiros. Métodos: Estudo ecológico de séries temporais, cuja fonte de dados foi o Sistema de Informação do Programa Nacional de Imunizações. O período analisado foi de 1997 a 2021. Utilizou-se o software Joinpoint para calcular a variação percentual anual e variação percentual anual média por meio de regressões. Para construção de mapas temáticos foi utilizado o software QGis 3.10.7. Para estimar a autocorrelação espacial com o Índice de Moran Global e Índice de Moran Local foi utilizado o software GeoDa 1.20.0.10. Resultados: A cobertura vacinal nacional em 1997 foi de 89,27%, passando para 61,32% em 2021. A análise de tendência apontou o decréscimo médio de 1,5% ao ano na cobertura da vacina contra poliomielite no Brasil. Em todo o país, 17 estados apresentaram redução estatisticamente significativa na taxa de variação percentual anual média. As maiores taxas médias de redução da cobertura vacinal entre os estados brasileiros foram observadas no Amapá (−3,7%; IC95% −6,0; −1,4) e em Pernambuco (−3,3%; IC95% −4,0; −2,5). Na análise espacial, no Moran Global, foi identificada autocorrelação positiva nos anos de 2012 a 2021 (p<0,02), com valor de índice de 0,361, o que significa que as áreas geograficamente próximas tenderam a ter níveis semelhantes de cobertura vacinal. Conclusão: Evidenciou-se expressiva heterogeneidade na cobertura entre os estados e forte tendência de queda dos índices, o que pode propiciar a circulação do poliovírus e colocar sob ameaça a população susceptível.