O Pré-sal está entre uma das maiores descobertas de hidrocarbonetos na história internacional. A produção de óleo e gás no Campo de Búzios da Bacia de Santos, inserido no polígono Pré-sal, vem aumentando anualmente e está hoje em segundo lugar no ranking de campos com a maior produção brasileira. Os reservatórios Formação Itapema, também inseridos no contexto Pré-sal, compõem dos mais importantes sistemas petrolíferos da Bacia de Santos. Porém, ainda há um número reduzido de publicações referentes à essa unidade litoestratigráfica no Campo de Búzios. Este trabalho tem como objetivo compreender os principais controles sedimentológicos e a distribuição de fácies para o entendimento da evolução paleodeposicional a respeito da Formação Itapema da Bacia de Santos. O estudo contou com 19,80 metros de um testemunho do poço 3-BRSA-944A-RJS do Campo de Búzios e de 32 lâminas delgadas referente a esse intervalo. A metodologia abrangeu as seguintes etapas de trabalho: revisão bibliográfica; descrição de testemunhos em escala de reservatório (1:40); descrição petrográfica; análise de fácies; e interpretação de paleoambiente deposicional e sucessão de fácies. Seis litofácies e seis microfácies foram identificadas de acordo com a litologia, petrotrama, textura e os tipos de constituintes primários das rochas e lâminas delgadas. Os principais constituintes primários observados em descrição petrográfica foram (1) bioclastos de bivalves; (2) intraclastos, peloidais/bioclásticos e, secundariamente, de coquina; (3) bioclastos de ostracodes; (4) oncoides e ooides; e (5) peloides. A abundância dos intraclastos caracterizados nesse estudo sugere tectônica ativa e reelaboração de sedimentos da própria Bacia de Santos.