En pacientes con neutropenia y cáncer, la fiebre de origen desconocido puede tener múltiples causas, inclusive, infecciones de difícil diagnóstico. Se presentan dos casos fatales de micobacteriemia. Al primer paciente se le diagnosticó leucemia linfoide aguda durante su hospitalización; cursó con derrames pleurales persistentes, empiema, neutropenia febril y colitis neutropénica. En la tomografía computarizada (TC) de tórax se evidenciaron múltiples lesiones nodulares compatibles con infección micótica, por lo que fue tratado con anfotericina B, sin obtener respuesta. A los 61 días de hospitalización, se aislaron micobacterias en los hemocultivos tomados el día 41. Se inició tratamiento antituberculoso. El paciente falleció en el día 67. El segundo caso se trata de un paciente con diagnóstico previo de mieloma múltiple y trasplante autólogo de médula ósea, quien consultó por haber presentado fiebre durante 30 días. Durante su estancia hospitalaria, desarrolló neutropenia y pancitopenia. Se hizo el diagnóstico de síndrome mielodisplásico secundario. La TC torácica reveló adenomegalias mediastinales, de las que no se pudo obtener una biopsia por la trombocitopenia persistente. Los hemocultivos tomados en el octavo día fueron positivos para micobacterias, a los 17 días de incubación. El paciente falleció a los nueve días de su ingreso. La micobacteriemia es una forma inusual de presentación de la tuberculosis en pacientes con neoplasias de origen hematológico y es una de las causas de fiebre de origen desconocido en este grupo.