Introdução: O diabetes monogênico corresponde de 1% a 2% de todos os casos de diabetes mellitus, sendo causado por variantes em um único gene. Dentre esses, o mais comum é o MODY (Maturity Onset Diabetes of the Young), havendo, porém, diversas formas mais raras, como diabetes neonatal e sindrômico que podem estar associadas a outras comorbidades além do diabetes, bem como às lipodistrofias hereditárias. O diagnóstico genético permite a adequação do tratamento, seguimento clínico e aconselhamento familiar. Objetivos: (1) desenvolver e implantar um painel customizado de sequenciamento em larga escala para o diagnóstico genético-molecular das formas raras de diabetes monogênico e lipodistrofias hereditárias; (2) estabelecer o diagnóstico genético de casos com suspeita clínica; (3) realizar a correlação genótipo-fenótipo. Métodos: Os pacientes foram selecionados de acordo com os critérios de inclusão para cada tipo de diabetes monogênico raro. A pesquisa genética dos casos-índice foi feita por sequenciamento em larga escala. A segregação familiar e confirmação dos achados foram feitas pelo método de Sanger. A análise de bioinformática foi realizada considerando o tipo de variante, frequência em bancos de dados populacionais, predição in silico e segregação familiar. Resultados: Foram analisados 42 casos, sendo que em 23 foram encontradas variantes candidatas: 6/16 com diagnóstico de diabetes neonatal, 2/2 com quadro clínico de Síndrome de Wolfram, 11/11 com suspeita de lipodistrofia congênita generalizada, 4/13 com lipodistrofia parcial familiar. Conclusões: Um painel customizado de sequenciamento em larga escala permitiu o diagnóstico genético-molecular de diabetes monogênico, com positividade de 22/42 casos analisados, sendo possível realizar a correlação genótipofenótipo. O diagnóstico genético possibilitou o aprimoramento do seguimento clínico dos pacientes e suas famílias. Permitiu, ainda, aumentar o número de diagnósticos de casos anteriormente subdiagnosticados / Introduction: Monogenic Diabetes accounts for 1 to 2% of all cases of diabetes mellitus. It is caused for variants in a single gene. Among these, the most common is MODY (Maturity Onset Diabetes of the Young), but there are several other rare forms, which may be associated with other comorbidities besides diabetes. Genetic diagnosis can lead to appropriate treatment and follow-up, besides and family counseling. Objectives: (1) to develop a customized targeted massively parallel sequencing panel to sequence the rare types of monogenic diabetes; (2) To establish the genetic diagnosis of probands with clinical suspicion of monogenic diabetes; (3) To correlate their phenotype with genetic findings, leading to a better understanding of rare monogenic diabetes subtypes. Methods: Patients were selected according to the inclusion criteria for each type of rare monogenic diabetes. Genetic research of index cases was done by massively parallel sequencing. Family segregation and confirmation of the variants findings were done by Sanger method. Bioinformatics analysis was performed considering the type of variant, frequency in population databases, in silico prediction and family segregation. Results: We analyzed a total of 42 cases. We found 22 candidate causal variants: 6/16 in probands with Neonatal Diabetes, 2/2 with Wolfram Syndrome, 11/11 with suspected Generalized Congenital Lipodystrophy, and 4/13 with Familial Partial Lipodystrophy. Conclusions: A customized targeted massively parallel sequencing panel allowed genetic diagnosis of rare types of monogenic diabetes, with a positivity of 23/42 cases analyzed, being possible to perform the genotype-phenotype correlation. The genetic diagnosis allowed the improvement of the clinical follow-up of the patients and their families. It also increased the number of diagnoses of previously underdiagnosed cases