Эскалация оксидативного стресса (ОС) при термической травме (ТТ) и плейотропные эффекты мелатонина (МТ) являются предпосылкой для изучения его протекторных свойств в составе новой дермальной пленки (ДП) при ожогах кожи. Цель работы — оценить содержание маркеров ОС в коже при экспериментальной ТТ и применении ДП с МТ. ТТ IIIА степени площадью 3,5% моделировали погружением участка кожи в кипящую воду. ДП площадью 12 см2 с МТ в концентрации 5 мг/г наносили ежедневно в течение 5 сут. Вычисляли площадь раны и скорость ее эпителизации. В ожоговой ране определяли продукты пероксидного окисления липидов (ПОЛ) в гептановой и изопропанольной фазах липидного экстракта, продукты окислительной модификации белков (ОМБ) в спонтанном и металл-зависимом режимах. При ТТ в ране на 5-е и 10-е сут. увеличилось содержание вторичных и конечных продуктов ПОЛ в гептановой и изопропанольной фазах, суммарное содержание продуктов ОМБ за счет первичных продуктов нейтрального характера на 5-е сут., первичных и вторичных продуктов нейтрального характера на 10-е сут. Применение ДП при ТТ уменьшило площадь ожога, увеличило скорость эпителизации раны (на 10-е сут. по медиане с 1,90% до 6,57%; р < 0,05), снизило содержание в изопропанольной фазе вторичных и конечных (на 10-е сут. по медиане с 0,007 до 0,004 е.и.о.; р < 0,05) продуктов ПОЛ, снизило суммарное содержание продуктов ОМБ на 5-е сут. за счет первичных продуктов нейтрального характера, на 10-е сут. за счет первичных и вторичных продуктов нейтрального характера. При ТТ в условиях применения МТ площадь ожога ассоциирована с содержанием в ране вторичных продуктов ПОЛ в гептановой и изопропанольной фазах, конечных продуктов ПОЛ в изопропанольной фазе, суммарным содержанием продуктов ОМБ, содержанием первичных, вторичных, основного и нейтрального характера продуктов ОМБ.