Tumores de células de Leydig são neoplasias de células esteroides e correspondem a menos de 0,5% dos tumores ovarianos. Ocorrem mais comumente na pós-menopausa e se apresentam com virilização em metade dos casos. Relatamos o caso de uma mulher de 53 anos com história de virilização. A investigação com ressonância magnética demonstrou altos níveis séricos de testosterona e um nódulo de 2 cm no ovário direito. A paciente foi submetida a ooforectomia bilateral, e a análise patológica confirmou o diagnóstico de tumor de células de Leydig do ovário direito. Um dia após a cirurgia, o nível sérico de testosterona se normalizou. Em quatro meses, a paciente apresentou nível sérico normal de testosterona e regressão parcial da alopecia. Em mulheres pós-menopáusicas com quadro de virilização progressiva, deve-se suspeitar de neoplasias ovarianas produtoras de andrógenos.Palavras-chave: tumor de células de Leydig; virilização