Objetivo: Avaliar a citotoxicidade de um gel clareador contendo 10% de peróxido de hidrogênio (H2O2), aplicado sobre discos de esmalte/dentina simulando diferentes espessuras dentais. Material e método: Discos com 2,3; 3,5; e 4,0 mm de espessura foram obtidos para simular incisivos centrais inferiores, incisivos centrais superiores e segundos pré-molares superiores, respectivamente. Para cada espessura, o gel com 10% de H2O2 foi aplicado sobre o esmalte por 3x 15 min, 1x 15 min ou 1x 5 min. O protocolo 35% H2O2 3x 15 min foi empregado como controle positivo (CP), e nenhum tratamento foi realizado no controle negativo (CN). Células odontoblastóides MDPC-23 foram expostas por 1 h aos componentes da difusão trans-amelodentinária coletados imediatamente após o clareamento, sendo realizada análise da viabilidade celular, estresse oxidativo, deposição de nódulos de mineralização, bem como a quantificação da difusão de H2O2 pelos discos. Resultados: O gel com 10% de H2O2 não promoveu redução significativa da viabilidade celular em relação ao CN para todos os protocolos e espessuras testadas, resultando em valores de difusão de H2O2 significativamente inferiores ao CP. Apenas o protocolo 10% 3x 15 min aplicado sobre os discos simulando incisivos promoveu aumento no estresse oxidativo e reduziu a deposição de nódulos de mineralização em relação ao CN; porém, estes efeitos foram significativamente inferiores ao CP. Conclusão: De acordo com a metodologia usada neste estudo, foi possível concluir que, independente da espessura dental, a aplicação de um gel clareador com 10% de H2O2 por 5-45 min sobre o esmalte causa limitado efeito citotóxico sobre células pulpares.