Introduction: The objective of this study is to evaluate the association between the duration of initial empirical antibiotic treatment and the subsequent development of late-onset sepsis, necrotizing enterocolitis (NEC) and death in very low birth weight (VLBW) infants. Patients and Methods: Quantitative, cross-sectional, analytical study of VLBW infants admitted to the neonatal ICU were included over a period of five years. Initial empirical antibiotic therapy was that which started immediately after birth, without knowing the results of blood cultures. It was considered prolonged antibiotic therapy when the treatment duration was ≥ 5 days. Perinatal variables, as well as the incidence of late-onset sepsis, confirmed NEC and mortality were analyzed. Results: 266 VLBW infants were studied, with an average gestational age and birth weight of 28.8 ± 2.5 weeks and 1.127 ± 264 g respectively. 213 infants received initial empiric antibiotic therapy (80.0%), which was prolonged in 67.6% of cases. All infants received two different antibiotics. 136 episodes of late-onset sepsis were described. The most common pathogens were coagulase-negative Staphylococcus and Staphylococcus aureus. Among the newborns with prolonged antibiotic therapy, there were 20 cases of confirmed NEC and 15 of the studied infants died (10.4%). When comparing the use of antibiotic therapy during ≥ 5 days versus treatment less than 5 days duration, a statistically significant association was observed between prolonged antibiotic therapy and late-onset sepsis (p = 0.03) and confirmed NEC (p = 0.03), but not of mortality (p = 0.12). Conclusion: The use of empirical antibiotic therapy for five days or more was associated with an increased risk of late-onset sepsis and NEC, but not of mortality in VLBW infants.Introducción: El objetivo de este estudio es evaluar la asociación entre la duración del tratamiento antibiótico empírico inicial y el desarrollo posterior de sepsis tardía, enterocolitis necrotizante (NEC) y muerte en recién nacidos de muy bajo peso al nacer (RNMBP). Pacientes y Método: Estudio cuantitativo, transversal analítico, en RNMBP ingresados a UCI neonatal durante un período de 5 años. Se consideró antibioterapia empírica inicial aquella que comenzó desde el nacimiento, sin conocer resultado de hemocultivos. Antibioterapia prolongada se estimó cuando la duración del tratamiento fue ≥ 5 días. Se analizaron variables perinatales, e incidencia de sepsis tardía, NEC confirmada y mortalidad. Resultados: Se estudiaron un total de 266 RNMBP, con edad gestacional y peso de nacimiento promedios de 28,8 ± 2,5 semanas y 1.127 ± 264 g respectivamente. Recibieron antibioterapia empírica inicial 213 (80,0%), siendo ésta prolongada en el 67,6%. Todos recibieron antibioterapia biasociada. Se pesquisaron 136 episodios de sepsis tardía, siendo los gérmenes más frecuentes el Staphylococcus coagulasa negativo y el Staphylococcus aureus. Del total de RN con antibioterapia empírica prolongada, hubo 20 casos de NEC confirmada y 15 fallecidos (10,4%) en el grupo analizado. Al comparar el uso de antibioterapia ≥ 5 días versus tratamiento menor de 5 días, se observó una asociación estadísticamente significativa entre la antibioterapia prolongada y sepsis tardía (p = 0,03) y además de NEC confirmada (p = 0,03), pero no de mortalidad (p = 0,12). Conclusión: El uso de antibioterapia empírica inicial por 5 días o más se asoció a un riesgo aumentado de sepsis tardía y de NEC, pero no de la mortalidad en RNMBPN.