Kvinnan i delstaten Florida fick en dos med Modernas mRNA-vaccin när hon var gravid i vecka 36.
Tre veckor senare föddes barnet utan några komplikationer, rapporterar amerikanska medier.
När läkarna tog blodprover från navelsträngen i direkt anslutning till födseln upptäckte de antikroppar mot viruset som orsakar covid-19-infektionen. Resultaten presenteras i en förhandsartikel, som alltså ännu inte är vetenskapligt granskad.
– Vi testade navelsträngen för att se om antikroppar från mamman hade överförts till barnet, vilket är någonting som vi ser hända med andra vacciner under graviditeter, säger barnläkaren Paul Gilbert, en av författarna, till tv-kanalen WPBF.
Förhandsartikeln är dock tydlig med att fler studier behövs för att avgöra om barnet är skyddat från covid-19 på grund av antikropparna.
En gravid kvinna som insjuknar i covid-19 på normalt sätt verkar överföra lägre nivåer av antikroppar till fostret, vilket enligt forskarna kan indikera att en nyfödd till en vaccinerad kvinna får lägre nivåer av antikroppar.
"Vi uppmanar andra forskare att upprätta graviditets- och amningsregister samt genomföra effektivitets- och säkerhetsstudier av covid-19-vaccinen hos gravida och ammande kvinnor och deras barn", skriver läkarna.