Objective: To determine the metabolic and physical effects of a 12-week high-intensity, low-volume overload exercise program in sedentary working adult women. Methods: A longitudinal experimental study design was used. Forty women between 30 and 60 years of age were randomly assigned to an experimental group (EG; n=20; undergoing a 3-month high-intensity overload exercise program) or a control group (CG; n=20; no physical exercise). Four muscle groups were chosen to be exercised with loads that were given until fatigue was reached. Biochemical profile, body composition and physical condition were measured before and at the end of the experiment. Results: in comparison to GC, GE decreased the plasma contents of basal glucose, total cholesterol, triglycerides, LDL, VLDL. In relation to the functional capacity of the muscle tissue, a variable related to physical condition, the exercise group significantly improved the functional capacity of the four muscle groups evaluated, in addition to a total muscular improvement in comparison to the CG. Conclusions: high intensity and low volume overload training is able to decrease plasma levels of glucose, total cholesterol, triglycerides, LDL and VLDL, and increases the work capacity of muscle tissue. This finding demonstrates that training sessions performed twice a week for 30 min are an effective method in the modification of cardiovascular risk factors in sedentary adult women.Objetivo: Determinar los efectos metabólicos y físicos de un programa de ejercicios de sobrecarga de alta intensidad y bajo volumen de 12 semanas en mujeres adultas sedentarias trabajadoras. Método: Se usó un diseño de estudio experimental de corte longitudinal. Cuarenta mujeres de entre 30 y 60 años de edad fueron asignadas aleatoriamente a un grupo experimento (GE; n=20; sometido a un programa de ejercicios de sobrecarga de alta intensidad de tres meses de duración) o a un grupo control (GC; n=20; no realizó ejercicio físico). Se escogieron cuatro grupos musculares a ejercitar con cargas que fueron dadas hasta llegar a la fatiga. Se efectuaron mediciones de perfil bioquímico, composición corporal y condición física previo y al término del experimento. Resultados: en comparación a GC, el GE disminuyó los contenidos plasmáticos de glucosa basal, colesterol total, triglicéridos, LDL, VLDL. En relación la capacidad funcional del tejido muscular, variable relacionada a la condición física, el GE mejoró significativamente la capacidad funcional de los cuatro grupos musculares evaluados, además de una mejora muscular total en comparación al GC. Conclusiones: el entrenamiento de sobrecarga de alta intensidad y bajo volumen es capaz de disminuir los niveles plasmáticos de glucosa, colesterol total, triglicéridos, LDL y VLDL, e incrementa la capacidad de trabajo del tejido muscular. Este hallazgo demuestra que sesiones de entrenamiento realizadas dos veces por semana durante 30 min son un método efectivo en la modificación de factores de riesgo cardiovascular, en mujeres adultas sedentarias.