Introdução: o sistema público de saúde brasileiro não consegue suprir totalmente a demanda por serviços com a oferta disponível. neste sentido, a avaliação da atenção básica, objeto deste trabalho, visa identificar como alocar de forma mais eficiente os recursos escassos. objetivo: avaliar o desempenho da atenção básica nos municípios brasileiros. métodos: pesquisa avaliativa, transversal, com abordagem quantitativa, sobre o desempenho da atenção básica nos municípios brasileiros utilizando a ferramenta análise envoltória de dados (dea). foram elaborados três modelos empíricos: i) ações de saúde; ii) resultados em saúde; iii) e qualidade do provimento da atenção básica. para cada modelo foram selecionados insumos e produtos a partir de uma oficina de consenso com experts da área. a coleta de dados secundários foi realizada em bancos de dados do programa nacional de melhoria do acesso e da qualidade – atenção básica (pmaq-ab) e do departamento de informática do sistema único de saúde (datasus), no ano de 2012. os municípios foram estratificados por porte populacional para conduzir a análise em grupos relativamente homogêneos quanto ao tamanho da rede de serviços. o modelo dea - bcc com orientação para produto foi utilizado para identificar as fronteiras de eficiência nos diferentes grupos. resultados: o porte 1, com municípios de até 5.000 habitantes, foi o que apresentou o maior percentual de municípios ineficientes em todos os modelos, com 90,2%, 97,9% e 97,4% de municípios ineficientes nos modelos referentes às ações em saúde, resultados em saúde e qualidade do provimento da atenção básica, respectivamente. quanto maior o porte, maior o percentual de municípios eficientes. os municípios eficientes nos modelos referentes a ações em saúde (36,15%), resultados em saúde (10,40%) e provimento da atenção básica (4,36%) podem ser referência/benchmarks para os municípios ineficientes quanto as práticas adotadas. conclusão: a contribuição desse trabalho está na aplicabilidade e viabilidade de se executar os modelos empíricos elaborados, que identificam os pontos que os gestores devem melhorar suas ações, resultados e desempenho em saúde.