As ocupações irregulares são um problema urbano que afetam a ordem socioambiental de cidades ao redor do mundo. Essa questão é ainda pior quando ocorre em áreas ambientalmente vulneráveis que devem ser protegidas, como as bacias hidrográficas destinadas à captação de água para consumo. Para que se possa intervir nesse problema é preciso conhecer a dinâmica da ocupação do espaço a ser preservado. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar os principais pontos de expansão da urbanização na bacia de captação do Arroio Faxinal, no município de Caxias do Sul, bem como caracterizar a ocupação irregular no seu interior. Nas áreas dos loteamentos irregulares, realizou-se o levantamento de informações de uma amostra da população, por meio de entrevista semiestruturada; bem como o mapeamento da ocupação por meio da evolução do uso e cobertura do solo usando imagens de satélite. As informações obtidas no levantamento formaram um banco de dados, cujas respostas foram analisadas estatisticamente. Entre os resultados, ficou evidenciado que há loteamentos de segunda residência, cujos moradores escolheram para lazer, mas a maioria da população é de baixa renda e vive no local por falta de opção. Ainda, grande parte das ocupações irregulares cresceu sobre Áreas de Preservação Permanente, o que colabora para a degradação dos recursos hídricos superficiais da bacia e reduz a segurança hídrica no abastecimento público. Os resultados indicam a necessidade de implementação de políticas públicas para minimizar os impactos e manter a sustentabilidade ambiental da região.Irregular occupations are a contemporary urban problem that affect the social and environmental order of cities around the world. This issue is even worse when it occurs in environmentally vulnerable areas that need to be protected, such as catchments for public supply. In order to intervene in this problem, it is necessary to know the dynamics of the occupation in such catchments. Thus, the objective of this work was to identify the main urbanization expansion frontlines in the Faxinal catchment, in the municipality of Caxias do Sul, southern Brazil, as well as to characterize the irregular occupation in its interior. In the areas of irregular residential development, information was collected from a sample of the population, through a semi-structured interview; as well as the mapping of the occupation through the evolution of land use and coverage using satellite images. The information obtained in the survey formed a database, whose answers were analyzed statistically. Among the results, it was evidenced that some people chose that area as a second home, for leisure, but the majority of the dwellers has low income and lives in the irregular areas due to a lack of opportunity. Still, a large part of the irregular residential development has grown over preservation areas, contributing to the degradation of the surface water and being a menace to public water security. The results indicate the need to implement public policies to minimize impacts and maintain the environmental sustainability of the region.