O Processo Diagnóstico em Enfermagem (PDE) consiste na coleta, interpretação e agrupamento de informações para identificar o Diagnóstico de Enfermagem (DE) que requer habilidades de Pensamento Crítico (PC). Objetivou-se definir habilidades de PC e relacioná-las com as etapas do PDE. Estudo exploratório descritivo realizado com grupo focal de discentes de enfermagem. As habilidades de PC definidas foram análise, conhecimento técnico-científico, raciocínio lógico, experiência clínica, conhecimento sobre o paciente, discernimento, aplicação de padrões e perspectiva contextual. Conhecimento técnico-científico e experiência clínica permeiam as fases do PDE; a coleta de dados requer análise, aplicação de padrões, conhecimento do paciente e perspectiva contextual; a interpretação e agrupamento de dados envolvem análise, aplicação de padrões e raciocínio lógico; as hipóteses diagnósticas são julgadas com raciocínio lógico e discernimento para tomar decisão. Este estudo descreve a compreensão do PC de discentes de enfermagem, sendo relevante para enfermeiros docentes, pesquisadores e assistenciais, tendo em vista a melhoria de aspectos cognitivos inerentes à tomada de decisão profissional.