Antecedentes: Frecuentemente, las pacientes con endometriosis presentan una elevación de marcadores tumorales Ca 125 y Ca 19.9. No obstante, no existe correlación clara con la expresión clínica ni con el grado de afectación. En algunos casos, es necesario un diagnóstico diferencial con patologías malignas. Caso clínico: Mujer de 29 años con clínica aislada de dismenorrea moderada y hallazgo de masas ováricas bilaterales con elevación intensa de marcadores tumorales: Ca-125: 7.716 U/mL y Ca-19.9: 995 U/mL. Se decide intervención quirúrgica laparoscópica evidenciándose endometriosis ovárica y extensión peritoneal masiva con afectación de peritoneo parietal abdominal, superficie uterina, fondo de Douglas, parametrios, vejiga, hemidiafragma derecho, hígado y serosa intestinal. Se realiza adhesiolisis cuidadosa, quistectomía y extirpación de múltiples implantes endometriósicos en cavidad abdominal. Se observó un descenso de los marcadores a las 48 horas: Ca-125 de 253 U/mL y Ca 19.9 de 4,9 U/mL, ambos negativos al mes de la cirugía. Conclusión: Una elevación intensa de los marcadores tumorales precisa de diagnóstico diferencial en el contexto de la endometriosis. Existe una gran discrepancia entre los valores de los marcadores tumorales con la clínica y severidad de la endometriosis. Los hallazgos quirúrgicos son fundamentales, evidenciando una afectación masiva subdiagnosticada hasta la cirugía.