Objetivou-se investigar a prevalência de relação sexual em adolescentes de um município brasileiro e sua associação com fatores sociodemográficos, comportamentos de risco à saúde e percepção da imagem corporal. Estudo transversal utilizando dados da Pesquisa Nacional de Saúde do Escolar - PeNSE realizada em 2009. A amostra foi composta por escolares do 9° ano de Goiânia, Goiás (n = 3.099), com predomínio das idades de 13 a 15 anos. A variável dependente foi o relato de relação sexual alguma vez. Para identificação das variáveis associadas foi realizada análise de regressão de Poisson. A prevalência de relação sexual alguma vez foi de 26,5% (IC95% = 23,8-29,4). Este comportamento foi mais prevalente em adolescentes do sexo masculino, com idade de 14 anos ou mais, que não moravam com a mãe ou com o pai, estudavam em escolas públicas, relataram ter experimentado álcool, tabaco e outras drogas, e envolvimento em brigas e agressão familiar. Conclui-se que a prevalência de relação sexual alguma vez foi elevada e associada a condições sociodemográficas mais precárias, comportamentos de risco à saúde e violência. Estes fatores devem ser considerados nas estratégias de promoção de saúde, visando comportamentos sexuais seguros e saudáveis na adolescência.