Neste artigo, investigamos o impacto transformador da participação na Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas (OBMEP) no desenvolvimento do pensamento matemático de estudantes. Exploramos a abordagem da Escola Municipal Dr. Pompeu Sarmento, destacando como a integração da OBMEP nas práticas educacionais promove não apenas a excelência matemática, mas também habilidades de resolução de problemas, pensamento crítico e trabalho em equipe. Ao longo do estudo, emergiu a OBMEP não apenas como uma competição, mas como um catalisador para a construção de uma base sólida de habilidades intelectuais e criativas que enriquecem não apenas o percurso educacional, mas também prepara os alunos para desafios além da sala de aula.