Estimar a prevalência e analisar os fatores associados à doac¸ão de leite materno em unidades básicas de saúde com vistas a aumentar os estoques dos bancos de leite humano. Estudo transversal conduzido em 2013 na cidade do Rio de Janeiro, Brasil, mediante entrevista a uma amostra representativa de 695 mães de crianc¸as menores de 1 ano assistidas nas 9 unidades básicas de saúde com posto de recebimento de leite humano ordenhado. Razões de prevalência ajustadas (RPa) foram obtidas por modelo de regressão de Poisson com variância robusta, segundo modelo hierarquizado. O modelo final foi composto pelas variáveis que se associaram à doac¸ão de leite materno por profissionais de saúde (p ≤ 0,05). Doaram leite materno 7,3% das mães. Ter sido incentivada a doar leite materno por profissionais de saúde, parentes ou amigos (RPa = 7,06), ter recebido orientac¸ão da unidade básica sobre ordenha das mamas (RPa = 3,65) e ter recebido ajuda da unidade básica para amamentar (RPa = 2,24) se associaram a uma maior prevalência de doac¸ão, enquanto a internac¸ão prévia do bebê em unidade neonatal se associou a uma menor prevalência (RPa = 0,09). Ficou evidente a importância do incentivo à doac¸ão, das orientac¸ões e da ajuda da unidade básica para amamentar para a prática de doac¸ão de leite materno.To estimate the prevalence and to analyze factors associated with breast milk donation at primary health care units in order to increase the human milk bank reserves. Cross-sectional study carried out in 2013 in Rio de Janeiro, Brazil. A representative sample of 695 mothers of children younger than 1 year attended to at the nine primary health care units with human milk donation services were interviewed. A hierarchical approach was used to obtain adjusted prevalence ratios (APR) by Poisson regression with robust variance. The final model included the variables associated with breast milk donation (p ≤ 0.05). 7.3% of the mothers had donated breast milk. Having been encouraged to donate breastmilk by healthcare professionals, relatives, or friends (APR = 7.06), receiving information on breast milk expression by the primary health care unit (APR = 3.65), and receiving help from the unit professionals to breastfeed (APR = 2.24) were associated with a higher prevalence of donation. Admission of the newborn to the neonatal unit was associated with a lower prevalence of donation (APR = 0.09).