A Norma Operacional de Assistência à Saúde (NOAS) teve a sua primeira edição em 2001 e foi revista em 2002. A NOAS busca resgatar o processo de descentralização do SUS, fortalecendo o papel dos estados como coordenadores do processo de regionalização — estratégia de hierarquização dos serviços de saúde. A NOAS define um Plano Diretor de Regionalização (PDR) e amplia o conceito de distribuição de recursos per capita (previsto na NOB 96), através da alocação microrregional. Também estabelece três áreas de assistência à saúde, com diferentes mecanismos de financiamento: Atenção Básica (AB), de média complexidade e de alta complexidade, com a AB ganhando papel de destaque no planejamento da saúde. 

Apesar de apontar para a necessidade de ganhos de escala e de melhoria da qualidade da atenção, a NOAS obteve resultados pouco satisfatórios:

“Os aspectos nucleares da NOAS não se efetivaram ou só aconteceram parcialmente. Dentre eles, podem ser destacados os seguintes impasses: falta de iniciativa pela qualificação das microrregiões de saúde; pouco interesse dos municípios pela habilitação em gestão plena do sistema municipal; fragilidade dos espaços de negociação e planejamento regional; excesso de instrumentos normativos (PDR, PPI, PDI, Termo de compromisso etc.); discordâncias em relação ao papel das esferas de governo; discordâncias em relação à forma de alocação dos recursos” (Ministério da Saúde, 2004)