Introdução: A identificação precoce da sepse constitui um dos principais desafios da assistência hospitalar, uma vez que o atraso no reconhecimento dessa condição está diretamente relacionado ao aumento da morbimortalidade. Nesse contexto, o enfermeiro desempenha papel fundamental na suspeição clínica durante a admissão hospitalar. Objetivo: compreender as práticas e os desafios enfrentados pelos enfermeiros no reconhecimento precoce da sepse durante a admissão de pacientes em um hospital público. Método: trata-se de um estudo de abordagem predominantemente quantitativa, descritivo, exploratório e transversal, realizado com 42 enfermeiros de um hospital público de referência do estado do Piauí. Os dados foram coletados por meio de questionário estruturado e submetidos à análise estatística descritiva e inferencial, adotando-se nível de significância de 5%, sendo as questões discursivas organizadas por categorização temática descritiva. Resultados: observou-se predomínio de enfermeiros que relataram possuir conhecimento apenas parcial sobre o reconhecimento precoce da sepse, associado a lacunas na atualização conceitual da doença e na identificação de manifestações clínicas compatíveis com os critérios atuais. Entre os principais desafios destacaram-se a insuficiência de capacitação profissional, o desconhecimento ou a ausência de protocolos institucionais, o elevado fluxo de pacientes e limitações organizacionais relacionadas às condições de trabalho. Verificou-se associação estatisticamente significativa entre maior tempo de atuação no hospital e maior percepção de conhecimento suficiente para o reconhecimento precoce da sepse, enquanto não houve associação significativa entre a periodicidade dos treinamentos e o conhecimento conceitual atualizado. Conclusão: o reconhecimento precoce da sepse depende da integração entre conhecimento técnico-científico atualizado, experiência profissional e suporte institucional, reforçando a necessidade de fortalecer a educação permanente, ampliar a divulgação dos protocolos assistenciais e aperfeiçoar as condições organizacionais para qualificar a atuação do enfermeiro e promover maior segurança ao paciente.