Perawat pada ruang Intensive Care Unit (ICU) memiliki tanggung jawab dan tuntutan yang besar dalam memberikan pelayanan kepada pasien dengan kondisi kritis yang dapat mengakibatkan beban kerja mental. Tingginya beban kerja mental yang dialami perawat ICU berpotensi menimbulkan kelelahan kerja yang berdampak pada kesehatan perawat dan kualitas pelayanan. Penelitian ini bertujuan untuk melihat hubungan antara beban kerja mental dan kelelahan kerja pada perawat di ruang intensive care unit. Sampel dalam penelitian ini berjumlah 30 orang perawat ruang ICU. Beban kerja mental diukur menggunakan kuesioner National Aeronautics & Space Administration - NASA  (NASA - Task Load Index - TLX) dan kelelahan kerja diukur secara subjektif menggunakan kuesioner Subjective Self Rating Test dari Industrial Fatigue Research Committee (IFRC). Analisis data dilakukan menggunakan uji korelasi Spearman Rank. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mayoritas perawat memiliki tingkat beban kerja mental yang tinggi dan tingkat kelelahan kerja dalam kategori sedang. Berdasarkan uji korelasi Spearman Rank, diperoleh nilai signifikansi sebesar 0,046 dan nilai koefisien korelasi sebesar 0,367 yang menunjukkan adanya hubungan positif dengan kekuatan korelasi cukup antara beban kerja mental dan kelelahan kerja perawat ruang ICU di Rumah Sakit XYZ. Berdasarkan hasil tersebut, penelitian ini merekomendasikan agar manajemen rumah sakit melakukan pengaturan beban kerja, peninjauan sistem shift, dan menyediakan program manajemen stres untuk mengurangi risiko kelelahan kerja perawat ruang ICU.