O presente caso clínico objetiva descrever o protocolo de dessensibilização dentinária associativo (neural e obliterador) com agentes físicos e químicos. Paciente do sexo feminino, 34 anos, compareceu ao atendimento ambulatorial do Grupo de Pesquisa em Lesão Não Cariosa (ESTES-UFU). Ao realizar anamnese e exame clínico, identificou-se desgaste dentário, recessões gengivais e hipersensibilidade dentinária por fatores ácidos e apertamento dentário. A média de dor, segundo a escala visual analógica, foi de 9,5. Assim, para controle dessa dor, realizou-se o protocolo associativo de dessensibilização dentinário. Foi realizada profilaxia e após, fotobiomodulação com laser de baixa potência com 1J (infra-vermelho) em um ponto cervical e outro no periápice. Em seguida, fio afastador foi inserido no sulco gengival e aplicado dessensibilizante neural a base de nitrato de potássio 3%. Após 10 minutos, o gel foi removido e realizada irradiação com laser de alta potência Nd:YAG. Posteriormente, dessensibilizante obliterador químico composto por glutaraldeído 5% foi aplicado por 30 segundos e, após jato de ar por 10 segundos para evaporação do solvente e jatos de água por 30 segundos. Por fim, o verniz fluoretado 5% foi aplicado com auxílio de uma sonda exploradora. Ao final da sessão clínica, a paciente relatou melhora imediata (nenhuma sintomatologia dolorosa). Assim, é possível concluir que a utilização de protocolos associativos (neural e obliterador) com agentes físicos e químicos são efetivos no alívio da dor da hipersensibilidade dentinária e permitem maior conforto ao paciente no período de controle dos fatores etiológicos e execução de outros procedimentos odontológicos.