O objetivo do presente estudo in vitro foi avaliar o efeito de doses cumulativas de radiação ionizante na resistência de união de dois cimentos obturadores de diferentes bases à dentina intrarradicular. Foram selecionados 60 dentes unirradiculares de humanos. Os dentes foram distribuídos aleatoriamente em 6 grupos (n=10), de acordo com a dose de radiação ionizante (70 Gy e 70 Gy + 70 Gy) a qual foram submetidos e os cimentos obturadores utilizados (AH Plus, Dentsply; e BioRoot, Septodont): G1 (controle) - AH Plus/sem radiação; G2 (controle) - BioRoot/sem radiação; G3 - AH Plus/70 Gy; G4 - BioRoot/70 Gy; G5 - AH Plus/70 Gy + 70 Gy e G6 - BioRoot/70 Gy + 70 Gy. Para avaliação da resistência de união dos cimentos à dentina intrarradicular foi realizado teste de push-out em Máquina Universal de Ensaios (Instron) (0,5 mm/min). Os padrões de falha foram classificados em adesivo, coesivo ou misto após análise em estereomicroscópio e Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Os dados obtidos foram comparados estatisticamente após verificação da normalidade da amostra (2-way ANOVA e teste de Tukey - α = 0,05). Houve interação entre a condição experimental (irradiação) e terços radiculares para o cimento AH Plus (p=0,113). Para o cimento BioRoot não houve interação entre a condição experimental e terços radiculares (p=0,771). Ao compararmos os diferentes cimentos entre si, houve diferença significativa para todos os terços radiculares e condições experimentais (p<0,001). Para BioRoot, as amostras apresentaram predominantemente padrão de falha do tipo adesiva, e AH Plus, apresentou predomínio de falha do tipo mista em todas as condições experimentais.