A busca pela integralidade da atenção à saúde constitui desafio permanente para sistemas de saúde que enfrentam mudanças demográficas, epidemiológicas e tecnológicas. Brasil e Portugal, apesar de possuírem modelos organizacionais distintos, compartilham desafios relacionados ao envelhecimento populacional, aumento das doenças crônicas, sustentabilidade financeira dos sistemas de saúde e necessidade de fortalecimento da coordenação do cuidado. Nesse contexto, a inovação assistencial surge como importante estratégia para qualificação dos serviços e ampliação da eficiência dos sistemas de saúde. O presente estudo teve como objetivo analisar os desafios compartilhados na atenção integral à saúde entre Brasil e Portugal, destacando perspectivas contemporâneas e estratégias de inovação assistencial. Trata-se de uma revisão narrativa da literatura, de abordagem qualitativa e caráter descritivo. Os resultados evidenciaram convergências relacionadas à necessidade de fortalecimento da Atenção Primária à Saúde, integração das redes assistenciais, incorporação de tecnologias digitais e desenvolvimento de modelos centrados no paciente. Conclui-se que a cooperação técnico-científica entre os dois países pode contribuir para construção de soluções inovadoras capazes de fortalecer a integralidade do cuidado e a sustentabilidade dos sistemas de saúde.