Este trabalho consiste na apresentação dos resultados de uma pesquisa de mestrado sobre o processo de ensino e aprendizagem de Análise Combinatória em uma turma do segundo ano do Ensino Médio de uma escola da rede pública estadual de Alagoas. Para tornar esse estudo possível, foi desenvolvida, aplicada e validada uma sequência didática tendo como base o Princípio Fundamental da Contagem para introduzir os conceitos básicos de Análise Combinatória e, como metodologia, o ensino-aprendizagem-avaliação de Matemática por meio da Resolução de Problemas. Os resultados mostraram que a sequência didática contribuiu para a internalização dos conceitos básicos do objeto matemático em destaque e, além disso, possibilitou identificar dificuldades surgidas durante sua execução.