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.