Introdução: A dor lombar crônica pode estar associada à cinesiofobia. Segundo a neurociência o tratamento deve conter educação em dor, exercícios cognitivos e atividades de exposição graduada. Objetivo: Avaliar a abordagem biopsicossocial da dor associada ao Pilates em uma paciente com dor lombar crônica e cinesiofobia. Apresentação do caso: Mulher, 38 anos, dor lombar crônica. Triagem: Start Back e Inventário de Sensibilização Central. Avaliada antes, após o tratamento e a cada duas semanas: Escala Visual Analógica da dor, Escala Tampa, Oswestry e Escala de Pensamento Catastrófico. Tratamento: três meses, 3 vezes por semana. Iniciou-se com 2 aulas de educação em dor e liberação miofascial. Da segunda a quarta semanas: exercícios cognitivos para superação do medo da flexão da coluna e treino de imagética motora. No segundo mês iniciou-se o Pilates solo e caminhada na esteira. Na triagem paciente apresentou alto risco biopsicossocial (Start Back: Pontuação total: 9; Subescala psicossocial: 5) e Sensibilização Central (30 pontos). EVA 8, 42% de incapacidades, cinesiofobia (46 pontos) e 28 de catastrofização. Na quarta semana dor, incapacidade e pensamentos catastróficos zerados e cinesiofobia grau mínimo. Resultados mantidos até o terceiro mês. Conclusão: O tratamento eliminou a dor, as incapacidades, a catastrofização e a cinesiofobia.Palavras-chave: dor lombar, dor crônica, técnicas de exercício e de movimento, sensibilização central.