O presente artigo se propõe a analisar o papel da inovação no processo de internacionalização des empresas brasileiras que atuam no setor de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC). Para atingir esse objetivo, foi realizada uma pesquisa qualitativa de natureza descritiva e, como método, utilizou-se o estudo de múltiplos casos, no qual foram pesquisadas em profundidade a duas empresas do setor: Light Infocon e DÃgitro. Os resultados da pesquisa revelam empresas com trajetórias de internacionalização diferentes, porém cujas atividades de inovação possuem papel essencial para a entrada e atuação no mercado externo. Os resultados mostraram também a importância de atividades inovadoras cooperativas por meio de alianças com universidades, institutos de pesquisa e outras empresas, além do apoio do governo, por meio de financiamento. Uma contribuição adicional do trabalho foi a análise do processo de internacionalização de empresas brasileiras inovadoras de setores de alto conteúdo tecnológico, uma vez que a maior parte dos estudos sobre internacionalização no Brasil foca no estudo de grandes empresas industriais, já estabelecidas há décadas no mercado nacional e de setores de baixa intensidade tecnológica.