Objetivo La relación entre serotipo del virus, patrón de infección y dengue hemorrágico es presentada. Métodos Se estudiaron 1 545 pacientes febriles de municipios del Departamento de Santander, Colombia, entre 1998-2004. El dengue se confirmó por ELISA-IgM y el aislamiento viral se hizo en células C6/36. El patrón de infección se estableció investigando anticuerpos IgG en suero agudo. El título de anticuerpos neutralizantes se determinó usando la prueba de neutralización por reducción de placa (PRNT). Resultados Predominancia del DEN-1 en 1998 y re-introducción del DEN-3 en 2001 coincidieron con epidemias. El dengue hemorrágico fue más frecuente en infecciones por virus DEN-2 que DEN-3 (24,5 % vs 11,2 %; p<0,05). El DEN-2 se asoció más con infección secundaria que el DEN-3 (56,8 % vs 15,7 %; p< 0,001). Disminución anual del DH correlacionó con disminución de la dominancia del DEN-2 (r = 0,95, p=0,01) y de la infección secundaria (r=0,9; p=0,03) e incremento de la dominancia del DEN-3 (r=-0,91; p=0,03). No se encontraron diferencias en el título de anticuerpos neutralizantes en los casos analizados. Los anticuerpos neutralizantes del DEN-1 fueron los de mayor título. Conclusión Cambios en la abundancia relativa de serotipos del virus se asociaron con cambios en el patrón de infección y frecuencia del dengue hemorrágico. La vigilancia virológica permanente deberá ser prioridad para la prevención del dengue hemorrágico en áreas endémicas.