O cumprimento dos princípios constitucionais de universalidade na cobertura, integralidade do atendimento e equidade do acesso, em um país federado, composto pela União, 5.570 municípios, 26 estados e um Distrito Federal, com um sistema de saúde de atribuições e responsabilidades compartilhadas entre as três esferas de governo e gestão descentralizada, em um contexto de entes federativos com grandes disparidades econômicas, sociais e administrativas, constitui um imenso desafio para o Sistema Único de Saúde (SUS). Como forma de preservar os princípios constitucionais do sistema, foram utilizados diversos instrumentos de reforço à coordenação entre as esferas de governo, entre os quais merecem destaque as transferências de recursos federais para os estados, o Distrito Federal e os municípios, os órgãos de gestão colegiada e a implementação de diversas iniciativas e experiências para melhorar a condução e a coordenação sistêmica em suas diferentes dimensões. Nesse contexto, este trabalho, a partir de uma revisão narrativa da literatura técnico-científica e de documentos legais, faz uma análise da experiência do SUS a partir das seguintes perspectivas: i) fundamentos constitucionais e legais que organizam o sistema; ii) experiência de implantação do SUS, procurando identificar os principais avanços, problemas e desafios; iii) identificação da relevância da coordenação federativa para o SUS, destacando, nesse sentido, a importância que tem sobretudo em países com as características do Brasil, bem como o papel do governo federal para dar o efetivo suporte ao alcance dos princípios constitucionalmente definidos para a área de saúde.