OBJETIVO: O presente estudo teve por objetivo avaliar as respostas agudas cardiorrespiratórias e autonômicas induzidas por uma sessão de exercício físico resistido em adolescentes com sobrepeso. MÉTODOS: Foram avaliados 17 adolescentes do sexo masculino divididos em grupo controle (GC, n=9) e grupo sobrepeso (GSO, n=7). Todos foram submetidos a uma sessão exercícios resistidos para diferentes grupos musculares, realizados com sobrecarga de 60% da força máxima, com um intervalo de 45 segundos entre as séries e 90 segundos entre cada exercício. Antes, durante e após a sessão de exercícios os seguintes parâmetros foram avaliados: frequência cardíaca (FC), pressão arterial sistólica (PAS), pressão arterial diastólica (PAD) e variabilidade da frequência cardíaca (VFC). RESULTADOS: Foi observado comportamento semelhante em ambos os grupos da PAS e PAD. A PAS aumentou durante o exercício e a PAD diminuiu. Ambas retornaram aos valores basais durante a recuperação. A FC aumentou durante a sessão de exercício nos dois grupos, porém, apenas no GSO houve retorno aos valores de repouso. Os índices da VFC no domínio do tempo (VAR RR e RMSSD) se comportaram de maneira semelhante frente ao exercício nos dois grupos, porém, no índice SDNN apenas o GSO retornou aos valores de repouso. A VFC no domínio da frequência apresentou comportamento semelhante em ambos os grupos. CONCLUSÕES: sugere-se que o aumento do nível de atividade física em indivíduos com sobrepeso pode prevenir as alterações autonômicas que estão associadas ao aumento do peso corporal e conferir efeito protetor ao sistema cardiovascular.