Objetivos: Verificar se o consumo de alimentos ultraprocessados está associado com o aumento do índice de massa corporal (IMC) e da circunferência da cintura (CC) entre os participantes da linha de base do Estudo Longitudinal de Saúde do Adulto (ELSA-Brasil). Métodos: Estudo transversal em 13103 participantes (35-64 anos) da linha de base (2008-2010) da coorte ELSA-Brasil. A informação sobre dieta foi obtida pelo questionário de frequência alimentar e utilizada para estimar a participação calórica percentual dos alimentos ultraprocessados na dieta (em quintis). O IMC e a CC foram as variáveis resposta. As associações entre o consumo de alimentos ultraprocessados e IMC e CC foram estimadas por meio de regressão linear múltipla, após ajustes por variáveis de confusão. Resultados: Os alimentos ultraprocessados responderam por 20,1% do total calórico ingerido. Após ajustes, um maior consumo de alimentos ultraprocessados esteve associado a um maior IMC e CC. Indivíduos do último quintil de consumo de alimentos ultraprocessados apresentaram, em média, IMC 0,86 kg/m2 maior (IC95% = 0,61; 1,12) e CC 1,77 cm maior (IC95% = 1,12; 2,42) comparados aos indivíduos do primeiro quintil com presença de gradiente dose-resposta. Conclusões: Os resultados revelam que o consumo de alimentos ultraprocessados está associado tanto ao aumento do IMC quanto da CC, sendo essas associações mais fortes à medida que aumenta o quintil de consumo. Esses achados são de grande relevância para a saúde da população e dão suporte às recomendações do novo Guia Alimentar para População Brasileira.