Os pais hesitantes em vacinar atrasam ou recusam a imunização de seus filhos e causam uma preocupação significativa à Saúde Pública. Nosso estudo busca mensurar a hesitação parental em vacinar e seus fatores associados entre pais residentes em Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brasil. Um estudo transversal alinhado a um inquérito domiciliar foi realizado entre setembro de 2022 e outubro de 2023 para mensurar a cobertura vacinal em Campo Grande. Este estudo adotou a amostragem por conglomerados em dois estágios proposta pela Organização Mundial da Saúde para estimar a cobertura vacinal, incluindo todos os pais de crianças menores de 12 anos no município. Nossos dados foram coletados por entrevistas pessoais usando o questionário do Grupo de Trabalho SAGE para avaliar a hesitação dos pais em vacinar. Classificamos as razões para a hesitação sob o modelo conceitual 3C de determinantes da hesitação vacinal. Uma estatística descritiva caracterizou a população do estudo e regressões logística univariada e multivariada avaliaram a associação entre hesitação e outras variáveis do estudo. Este estudo incluiu 158 pais, 39,2% dos quais hesitaram em imunizar seus filhos. As vacinas contra a COVID-19 foram as mais evitadas (77,4%) e falta de confiança, o motivo mais mencionado (85,5%). Os pais hesitantes residiam em famílias maiores (RCa = 1,31; IC95%: 1,02; 1,72), acreditavam haver motivos para não imunizar crianças (RCa = 4,02; IC95%: 1,41; 12,77) e hesitaram em tomar as próprias vacinas (RCa = 3,74; IC95%: 1,80; 8,16). Os resultados sugerem uma hesitação parental associada a fatores socioeconômicos e comportamentais.