Introdução: A insuficiência cardíaca (IC) acomete mais de 23 milhões pessoas no mundo. A insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (ICFEr) representa aproximadamente 50% desses casos. A diminuição da capacidade física, o aumento da atividade nervosa simpática muscular (ANSM) e a diminuição do fluxo sanguíneo muscular (FSM) são marcadores de prognóstico na ICFEr. Estudos mostram que pacientes que participam de um programa de exercício físico programado apresentam redução na ANSM, aumento no FSM e na capacidade física, independente do sexo, da idade e da etiologia da IC. Contudo, os mecanismos envolvidos nessas respostas são complexos e não completamente conhecidos. Baseado em princípios da fisiologia do exercício, onde o desempenho físico depende da integração dos sistemas pulmonar, cardiovascular e musculoesquelético, é possível supor que haja uma ligação entre o aumento na capacidade física e a melhora na ANSM e FSM em pacientes treinados com ICFEr. Objetivo: Testar a hipótese que o aumento na capacidade física em pacientes com ICFEr está associada à diminuição da ANSM e ao aumento do FSM. Métodos: Pacientes com ICFEr (fração de ejeção <40%), idade de 30 a 70 anos, Classe Funcional I-III da New York Heart Association de uma base de dados de 17 anos foram incluídos no estudo. Os pacientes foram divididos em: treinados (n=84) e não treinados (n=41). A ANSM e o FSM foram avaliados pela técnica direta de microneurografia e pletismografia de oclusão venosa, respectivamente. O consumo de oxigênio pico (V̇O2) foi avaliado pela ergoespirometria em protocolo de rampa máximo. O treinamento físico consistiu em exercício aeróbio moderado e de resistência muscular localizada em intensidade de 40-50%, 3 vezes por semana durante 4 meses. Resultados: O exercício físico aumentou significativamente o V̇O2 pico (16,3±0,5 vs. 19,3±0,6 mL·kg −1·min−1, p<0,001), o FSM (1,57±0,55 vs. 2,06±0,09 mL.min−1.100 ml−1, p<0,001) e condutância vascular muscular (1,82±0,07 vs. 2,45±0,11 unidades, p<0,001). O exercício físico diminuiu significativamente a ANSM (45±1 vs. 32±1 disparos/min, p<0,001) e a resistência vascular muscular (59,5±2,3 vs. 47,6±2,4 unidades, p<0,001). Não foram encontradas alterações significativas no grupo não treinado. A análise de regressão logística mostrou que as mudanças na ANSM (OR 0,921, 95% IC 0,883-0,962, p<0,001) estavam independentemente associadas às mudanças no V̇O2 pico. Conclusão: O aumento no V̇O2 pico, em pacientes com ICFEr que realizaram programa de exercício físico está associado a diminuição da ANSM e da vasoconstrição muscular.