Objetivos: caracterizar o comportamento sexual de risco de adolescentes escolares do Brasil e identificar os fatores a ele associados. Métodos: Trata-se de pesquisa transversal e analítica, tendo como cenário o Brasil, as cinco regiões e 26 estados, além do Distrito Federal. Os dados são secundários, oriundos da Pesquisa Nacional de Saúde Escolar, edição 2015, cuja população foi composta por escolares matriculados e frequentando escolas públicas e privadas, do 6º ano do ensino fundamental ao 3º ano do ensino médio. A variável dependente foi o comportamento sexual de risco (CSR), caracterizado pelo não uso de preservativo na última relação sexual e dois ou mais parceiros sexuais ao longo da vida. Já as variáveis independentes foram sociodemográficas, práticas de comportamento de risco, características de saúde sexual e reprodutiva, de saúde mental e de sociabilidade, orientações na escola e autoimagem corporal. Empregou-se o teste do qui-quadrado para avaliar eventuais diferenças de proporções. A associação entre as variáveis independentes e dependente foi expressa em razões de prevalências ajustadas (RPaj), com intervalos de confiança de 95% (IC95%). A análise multivariada, por meio da regressão de Poisson, foi realizada com hierarquização das variáveis independentes em blocos. Resultados: Houve prevalência de CSR de 19% no país, com os maiores percentuais nas regiões Sudeste (21,2%), Nordeste (19,2%) e Norte (19,1%) e nos estados de São Paulo (23,4%), Pará (22,2%) e Bahia (21,7%). O CSR foi associado com o sexo masculino (RPaj=1,17; IC95% 1,10-1,29), com a prática de bullying (RPaj= 1,51; IC95% 1,39-1,62), ter tido primeira relação sexual com idade de 9 anos ou menos (RPaj= 2,67; IC95% 1,64-3,01), ter vivenciado a gravidez na adolescência (RPaj= 1,68; IC95% 1,34-1,98) ou ter sido vítima de violência sexual (RPaj= 1,42; IC95% 1,18-1,86), além de ter usado drogas ilícitas (RPaj= 1,67; IC95% 1,21-2,01), cigarro (RPaj= 1,58%; IC 1,33-1,76) e bebidas alcoólicas (RPaj=1,52; IC95% 1,32-1,96). Em contrapartida, observou-se menor prevalência de CSR entre os adolescentes que moravam com mãe e/ou pai (RPaj=0,82; IC95% 0,71-0,95), que receberam orientações sobre prevenção de gravidez (RPaj= 0,80; IC95% 0,72-0,90) e entre aqueles que usaram preservativo na primeira relação sexual (RPaj=0,26; IC95% 0,23-0,35). Conclusões: Os dados apontam alta prevalência de CSR entre adolescentes escolares no Brasil, notadamente nas regiões e estados com os piores índices socioeconômicos. Variáveis socioeconômicas, de saúde sexual e reprodutiva, de comportamentos de risco, assim como a vivência de violência sexual e de bullying demonstraram associação ao desfecho. Há necessidade de planejamento e implementação de políticas e programas que visem à redução desses índices e que possibilitem a vivência da sexualidade entre adolescentes de forma plena e saudável no país.