A diferenciação rápida e precisa das infecções por Legionella pneumophila de outras infecções bacterianas gram-negativas continua sendo um desafio significativo na medicina intensiva. Apesar de sua atividade endotóxica in vitro relativamente baixa, observações clínicas sugeriram níveis elevados de endotoxinas circulantes em pacientes com legionelose. Este estudo retrospectivo de coorte analisou 118 pacientes criticamente doentes com infecções microbiologicamente confirmadas internados em uma unidade de terapia intensiva entre janeiro de 2020 e dezembro de 2023. Os pacientes foram classificados em quatro grupos patógenos: Legionella pneumophila (n = 18), outras bactérias gram-negativas (n = 68), bactérias gram-positivas (n = 24) e fungos (n = 8). Os níveis séricos de endotoxina foram medidos dentro de 24 horas após a admissão na UTI usando um ensaio cinético cromogênico de lisado de amebocitos de Limulus. Pacientes com infecção por Legionella pneumophila apresentaram níveis significativamente mais altos de endotoxina do que aqueles com outras infecções gram-negativas (média 2,15 ± 1,28 vs 0,61 ± 0,74 EU/mL). Usando um limiar de > 2,5 EU/mL, a quantificação por endotoxinas mostrou sensibilidade de 77,8% e especificidade de 89,7% para diferenciar infecções por Legionella, com valor preditivo negativo de 95,3%. A regressão logística multivariável indicou que a endotoxina > 2,5 EU/mL permaneceu independentemente associada à infecção por Legionella (OR ajustado 15,7, IC 95% 3,84–64,2, p < 0,001). Esses achados sugerem que a quantificação de endotoxinas séricas pode servir como um biomarcador auxiliar útil para ajudar na identificação precoce da infecção por Legionella pneumophila em pacientes gravemente doentes.