A vitamina D desempenha funções importantes no organismo, especialmente no metabolismo ósseo, imunológico e no desenvolvimento fetal durante a gestação. A deficiência desse micronutriente em gestantes tem sido associada a complicações maternas e neonatais, despertando interesse científico sobre os efeitos da suplementação durante o pré-natal. Sendo assim, o presente estudo teve como objetivo analisar os efeitos da suplementação de vitamina D durante a gestação no desenvolvimento fetal e nos desfechos materno-infantis. Trata-se de uma revisão integrativa de literatura, de abordagem qualitativa e natureza descritiva, realizada por meio de buscas nas bases de dados LILACS, PubMed, ScienceDirect e Biblioteca Virtual em Saúde (BVS), utilizando descritores relacionados à vitamina D e nutrição gestacional. Após aplicação dos critérios de inclusão e exclusão, cinco artigos científicos foram selecionados para análise. Os resultados demonstraram que a suplementação de vitamina D promove aumento dos níveis séricos maternos e neonatais de 25(OH)D, além de benefícios em alguns desfechos específicos, como redução dos casos de pré-eclâmpsia, parto prematuro e baixo peso ao nascer. Entretanto, parte dos estudos não encontrou efeitos significativos sobre crescimento fetal, massa óssea e desenvolvimento infantil a longo prazo. Conclui-se que a suplementação de vitamina D pode contribuir positivamente para alguns indicadores materno-fetais, porém ainda são necessárias evidências mais robustas para confirmar seus efeitos globais sobre o desenvolvimento fetal.