O estudo teve como objetivo analisar o fenômeno da violência sexual contra crianças e adolescentes no estado da Bahia, entre 2014 e 2016, desde a sua caracterização às relações espaciais. Trata-se de um estudo ecológico dos casos notificados de violência sexual em crianças e adolescentes, ocorridos na Bahia, com caracterização sociodemográfica dos casos, das ocorrências e dos agressores; tendência temporal das taxas e estatística I de Moran para análise espacial. Foram notificados 2.443 casos, as vítimas foram majoritariamente do sexo feminino (85,2%), média de idade 12 anos e pardas (69,3%); os agressores eram conhecidos (44,2%) e do sexo masculino (95,0%). Em relação a distribuição das taxas se observou variação de 1,7/100 mil hab. em janeiro de 2014, para 1,0/100 mil hab. em dezembro de 2016. Na espacialização observou-se incidência do fenômeno em quase totalidade dos municípios baianos (96%) com formação de clusters alto-alto em aproximadamente 6%. Assim, conclui-se que as crianças e adolescentes estão potencialmente expostos a violência sexual. A espacialização dos casos abre um leque de possibilidades para planejamento de estratégias de vigilância à saúde, visando intervenções mais assertivas.