Introdução: A crescente prevalência de transtornos mentais no Brasil e no mundo exige que a formação médica contemple competências para o cuidado em saúde mental nos diversos níveis de atenção. Essa demanda é especialmente relevante no contexto do Sistema Único de Saúde (SUS), no qual o médico recém-formado ocupa papel estratégico no atendimento psicossocial, sobretudo na atenção primária e nos serviços de urgência. Entretanto, a formação médica ainda apresenta lacunas quanto ao preparo técnico, ético e relacional para o cuidado em saúde mental. Objetivo: Desenvolver e validar uma matriz de competências em saúde mental para a graduação médica, alinhada às diretrizes nacionais e às necessidades da prática clínica no Brasil. Método: Estudo vinculado ao projeto “Marcos de Competências para Educação Permanente em Medicina e Interprofissional”, conduzido em duas etapas. A primeira envolveu a construção da matriz por um grupo de profissionais atuantes no ensino de saúde mental utilizando o modelo de discussão nominal. A segunda correspondeu à validação com especialistas utilizando o método Delphi modificado. Resultados: A matriz foi elaborada com base nas Diretrizes Curriculares Nacionais e referenciais internacionais (Milestones), focando na atuação na atenção primária e em serviços de urgência e emergência. Foi composta por cinco competências e 17 subcompetências, com marcos de competência organizados em dois níveis: pré-internato (1º ao 4º ano) e internato médico (5º e 6º anos). As competências abrangem o atendimento em saúde mental, conhecimento técnico-científico, Gestão e políticas públicas, profissionalismo e comunicação. A validação por especialistas gerou importantes contribuições para a matriz e reforçou a relevância no contexto da formação médica no Brasil. Conclusão: Este estudo evidencia que o alinhamento entre a educação médica e as necessidades sociais é um elemento-chave para o aprimoramento do cuidado em saúde mental no país. A implementação da matriz de competências validada pode contribuir para atenuar lacunas na formação médica, favorecendo a qualificação de futuros profissionais para atuação em saúde mental, com enfoque integral, ético e humanizado.