O presente trabalho tem como temática central a metodologia de resolução de problemas no processo de ensino e aprendizagem da matemática, com foco no ensino médio. O objetivo foi mostrar as contribuições que essa metodologia pode trazer para a área, principalmente por estimular os alunos a querer aprender matemática e dela se aproximar. Inicialmente, por meio de um estudo bibliográfico, tendo como contexto a construção histórica da matemática, foram apresentados os principais aspectos relacionados à metodologia de resolução de problemas, suas características, definições e estratégias para utilização no ensino de conteúdos matemáticos. Tais estudos sustentaram o trabalho de mapeamento de teses e dissertações relacionados à metodologia de resolução de problemas na matemática de um modo geral e a resolução de problemas com enfoque específico no ensino médio. Esse mapeamento de pesquisas foi realizado na Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações (BDTD), considerando-se um recorte temporal de 2011 a 2022. Foi possível localizar uma quantidade expressiva de trabalhos e os dados resultantes desse mapeamento foram sistematizados e analisados. Uma segunda etapa consistiu na seleção de três pesquisas, dentre as localizadas no mapeamento, para uma análise mais específica sobre práticas de ensino de matemática voltadas ao ensino médio e que se pautaram na aplicação da metodologia em sala de aula, como pesquisa de campo. Essa análise evidenciou os benefícios oriundos dessa metodologia para o ensino de conteúdos matemáticos, de modo especial no ensino médio, foco dessa pesquisa.