A esquizofrenia e a síndrome de Down são condições prevalentes na população geral, entretanto a comorbidade entre elas é rara. Devido ao escasso material na literatura científica abrangendo tal comorbidade, é justificada a produção científica do presente trabalho. A paciente deste relato de caso tem 15 anos e apresenta síndrome de Down. Foi encaminhada ao Centro de Atenção Psicossocial Infantojuvenil pela Unidade Básica de Saúde em que fazia acompanhamento psiquiátrico. Do ponto de vista psiquiátrico, a paciente apresentava sintomas como solilóquios, alucinações auditivas e delírios, os quais foram melhorando após a introdução e aumento progressivo da olanzapina até a dose de 10 mg/dia. Entretanto, também apresentou ao longo das avaliações sintomas de síndrome extrapiramidal (SEP), controlados com biperideno 4 mg/dia. Além disso, foram constatados sintomas de ansiedade e tricotilomania, manejados com fluoxetina até a dose de 80 mg/dia. Em sua última valiação, a paciente apresentou-se ao serviço com melhora importante dos sintomas psicóticos, porém em alguns momentos com sintomas residuais. Assim como o relato de Buttler et al., nosso caso teve melhora dos sintomas psicóticos com baixa dose do antipsicótico, todavia o relato de Buttler et al. não descreveu a presença de SEP ou sintomatologia residual, o que dificulta a comparação. Em nossa revisão da literatura, não encontramos relatos de esquizofrenia com início precoce em pacientes com síndrome de Down e nenhuma publicação recente sobre o tema. Entretanto, o reconhecimento e o tratamento precoce da comorbidade têm potencial para um melhor prognóstico do quadro.