A salmonelose é uma doença infecciosa desencadeada por bactérias do gênero Salmonella, sua transmissão ocorre após o consumo de alimentos e/ou bebidas contaminados. No cenário atual, a antibioticoterapia tem sido utilizada para controle da infecção, contudo, o aumento da resistência aos agentes antimicrobianos revela a necessidade da busca por novos protocolos terapêuticos. A cafeína é uma molécula farmacologicamente conhecida por sua atividade no sistema nervoso central e atuação como psíquico estimulante. Contudo, sua atividade imunomoduladora frente a infecções bacterianas tem sido explorada, dessa forma este trabalho tem como objetivo avaliar a atividade de um composto formado por cafeína associada ao antibiótico gentamicina frente a modelos experimentais de infecção por Salmonella Typhimurium. Inicialmente, foi avaliada a citotoxicidade do composto em cultura de macrófagos peritoneais (pMØ), em seguida, culturas de pMØ foram expostas a um inóculo de S. Typhimurium infectadas durante 4h e posteriormente tratadas com o composto durante 24h para avaliação da viabilidade e quantificação de Unidades Formadoras de Colônias (UFC). Em um modelo in vivo de salmonelose, camundongos foram infectados por via oral e receberam tratamento diário por 5 dias pós a infecção (dpi). Os resultados indicaram que o composto não é citotóxico e, após a infecção e tratamento, os pMØ tratados com 5 μg/ mL de CAF + 10 μg/ mL de GEN apresentaram maior viabilidade quando comparados ao grupo controle DMSO 50%, porém não houve redução do número de UFC intracelular. No modelo in vivo o composto não promoveu a redução de UFC no baço, porém os camundongos tratados com 5 μg/ mL de CAF + 10 μg/ mL de GEN não apresentaram crescimento bacteriano no fígado. A quantificação total e diferencial apontou uma redução no número de leucócitos no sangue dos camundongos. Juntos os resultados indicam que os compostos não apresentaram eficiência no combate à infecção.