Resumen Introducción La ventilación no invasiva (VNI) se ha convertido en un tratamiento habitual de la insuficiencia respiratoria aguda (IRA). Nuestro objetivo ha sido identificar factores predictores de fracaso de VNI para detectar precozmente a los pacientes en los que no tendrá éxito. Pacientes y métodos Estudio de cohortes prospectivo que incluyó a todos los pacientes con IRA que recibieron VNI como tratamiento inicial entre 2005 y 2009, en una unidad de cuidados intensivos pediátricos de 14 camas de un hospital universitario de tercer nivel. Se recogieron datos clínicos e información sobre la VNI, previamente a su inicio, a las 2, 8, 12 y 24 horas. La razón entre saturación de hemoglobina y fracción de oxígeno inspirada (S/F) se calculó retrospectivamente. Se definió fallo de VNI como necesidad de intubación o necesidad de rescate con presión binivel (BLPAP). Se realizaron análisis estadísticos univariable y multivariable. Resultados Un total de n = 282 pacientes recibieron soporte no invasivo, presión continua = 71, BLPAP = 211. El porcentaje de éxito de la muestra global fue 71%. Los pacientes tratados con BLPAP vs. presión continua, aquellos con S/F más elevados a las 2 horas ( odds ratio 0,991, IC 95%: 0,986-0,996, p = 0,001) y los mayores de 6 meses ( hazard ratio 0,375, IC 95% 0,171-0,820, p = 0,014), presentaron menor riesgo de fracaso. Los pacientes con frecuencias cardíacas más altas y mayor presión positiva inspiratoria en vía aérea a las 2 horas ( odds ratio 1,021, IC 95%: 1,008-1,034, p = 0,001; hazard ratio 1,214, IC 95%: 1,046-1,408, p = 0,011) presentaron mayor riesgo de fracaso. Conclusiones La edad < 6 meses, S/F, frecuencia cardíaca y presión positiva inspiratoria en la vía aérea a las 2 horas son factores predictores independientes de fracaso de VNI inicial en pacientes con IRA admitidos en una unidad de cuidados intensivos pediátricos.