A difteria é doença infecciosa causada pelo bacilo Gram positivo Corynebacterium diphtheriae. Em geral, a infecção se expressa clinicamente pelo acometimento de trato respiratório ou cutâneo, sendo rara a infecção de corrente sanguínea. Infecções assintomáticas podem ocorrer e são mais frequentes quando associadas a cepas não toxigênicas. Epidemiologicamente a difteria está controlada em diversas regiões do mundo, incluindo-se o Brasil, como resultado da vacinação de rotina. Ainda que a doença e respectivas manifestações graves tenham apresentado importante redução em incidência com a vacina, a real prevalência de portadores assintomáticos da C. diphtheriae e frequência de infecções atípicas não são bem estabelecidas. P.C.M, feminina, 24 anos, previamente hígida, procurou a emergência em 14/08/21 com adinamia por quatro semanas, em piora progressiva, associada à febre noturna não aferida e calafrios. Relatou também episódio de síncope, após palpitação e vertigem, no dia anterior. Apresentava febre, palidez mucocutânea, anemia normocítica e normocrômica (4,8g/dL/15,7%), neutropenia (11.080 leucócitos/440 neutrófilos) e plaquetopenia (10.000). Internada para investigação diagnóstica pela Hematologia. Após coleta de 4 amostras de hemocultura, iniciado tratamento antimicrobiano para neutropenia febril com cefepima + vancomicina. Hemocultura de 20/08/21 com C. diphtheriae, em uma amostra, identificado pelo Maldi Tof, resultado posteriormente confirmado C. diphtheriae não toxigênica, por PCR, pelo laboratório de referência (Instituto Adolfo Lutz). Não apresentava clínica ou antecedentes epidemiológicos compatíveis com difteria, e possuía histórico vacinal completo. Como complementação diagnóstica, ecocardiograma transtorácico sem evidências de miocardite ou endocardite. Paciente evoluiu afebril e sem complicações, recebendo alta com diagnóstico final de Leucemia linfoide aguda após dez dias de antibioticoterapia e sem ter recebido soro antidiftérico. O presente caso revela que, apesar do controle da difteria com vacinação de rotina, é possível a ocorrência de portadores assintomáticos de C. diphtheriae, bem como possíveis casos de infecção de corrente sanguínea. Nesse contexto, a utilização de métodos mais sensíveis para diagnóstico microbiológico pode vir a contribuir para detecção de casos e melhor compreensão da frequência da infecção invasiva pelo C. diphtheriae.