Introdução: A doença aterosclerótica possui alta prevalência, diversos fatores conhecidos estão relacionados a ela, como hipertensão arterial sistêmica, diabetes mellitus, dislipidemia, tabagismo, doenças oncológicas e tratamento oncológico, todos contribuindo para uma rápida progressão da doença e manifestações precoces. Relato do caso: Paciente do sexo masculino, de 58 anos, apresentou síncope durante exercício em esteira, precedida de turvação visual e dor torácica, que melhorou após o repouso. Há cerca de um ano já apresentava os sintomas citados, exceto síncope. Seus antecedentes incluem hipertensão, dislipidemia, hipotireoidismo, doença renal crônica e câncer de base de língua diagnosticado em 2011, tratado com radioterapia e quimioterapia. No exame físico, foram encontrados sopro cardíaco em foco aórtico e carotídeo bilateral, mais importante à esquerda. Os exames complementares revelaram sinais de sobrecarga ventricular esquerda no eletrocardiograma, ecocardiograma com valva aórtica bicúspide calcificada com abertura reduzida (0,8cm²) e gradiente médio elevado (49mmHg), angiotomografia com placas calcificadas nas artérias carótidas internas com estenose significativa em carótidas interna direita e crítica à esquerda, sugestivas de lesão actínica pela angiografia posteriormente, e coronariografia com estenose importante em terço médio de artéria descendente anterior. Outros exames, como o Holter 24 horas, eletroencefalograma e ressonância magnética, foram realizados e não revelara anormalidades significativas. Discussão: A alta complexidade terapêutica desse caso devido à associação de doenças com alta morbimortalidade, estenose aórtica importante, doença arterial coronariana obstrutiva e estenose carotídea bilateral com sinais sugestivos de comprometimento do fluxo cerebral. O caso foi submetido à discussão em Heart Team, e pela dificuldade em realizar a endarterectomia carotídea, devido acometimento proximal, foi proposto realização de angioplastia com stent na artéria carótida interna esquerda, utilizando um sistema de proteção embólica (Emboshield). Após um mês de dupla antiagregação plaquetária com ácido acetilsalicílico e clopidogrel, com suspensão temporária do clopidogrel por cinco dias, está planejada a troca valvar aórtica com revascularização do miocárdio da artéria descendente anterior. Este caso ilustra a dificuldade na escolha da melhor abordagem terapêutica diante de três condições graves e complexas, bem como a possível associação entre as comorbidades do paciente e o tratamento neoplásico anterior.