Objetivo: Avaliar a qualidade de vida relacionada à saúde de cuidadores familiares de idosos e relacioná-la a sobrecarga de trabalho de 50 cuidadores de idosos atendidos em duas unidades de Saúde da Família. Métodos: Estudo analítico, de corte transversal e abordagem quantitativa. Foram utilizados um instrumento de caracterização sociodemográfica e auto percepção da saúde, o Zarit Burden Interview (ZBI), para avaliação da sobrecarga percebida, e o Medical Outcomes Study Short-Form Health Survey (SF-36), para avaliação da qualidade de vida relacionada à saúde. Realizaram-se análises descritivas e análise de correlação. Resultados: As menores médias dos escores no SF-36 foram nas dimensões Estado geral de saúde, Aspectos emocionais e Aspectos físicos. A média do escore de Zarit foi 26,5 (DP 11,5). A sobrecarga da maioria dos cuidadores variou de moderada a moderada à severa. As dimensões do SF-36 que tiveram correlação significativa com os escores da ZBI foram capacidade funcional, estado geral de saúde, aspectos sociais e saúde mental. Conclusão: Constatou-se existência de relação entre a sobrecarga e piora da qualidade de vida do cuidadores de idosos nessas unidades de saúde. Implantar grupos de suporte social para o cuidador e organizar o cuidado no domicílio poderão contribuir para minimizar os efeitos da sobrecarga e melhorar a qualidade de vida do cuidador.