Introdução: A demência é causada pela disfunção e morte das células cerebrais e por seu caráter progressivo, os sujeitos podem desenvolver perdas da capacidade funcional, prejuízo cognitivo, sintomas neuropsiquiátricos, dificultando a abordagem terapêutica com recursos não farmacológicos. A estimulação multissensorial dos sentidos primários tem se mostrado promissora como forma de tratamento complementar para os sintomas comportamentais e psicológicos da demência. Objetivo: Investigar os efeitos da estimulação multissensorial (MSE) sobre idosos com demência em fase moderada e grave em relação às alterações comportamentais, humor e interação com o ambiente multissensorial e institucional, quando comparado a um grupo controle não submetido às intervenções MSE. Materiais e Método: Trata-se de um estudo de intervenção, controlado, não randomizado, paralelo, mascaramento aberto, quase experimental, de caráter quantitativo e qualitativo, do tipo exploratório. Amostra: 20 idosos, média de idade de 83 anos, 17 mulheres e 3 homens, média de 3 anos de escolaridade, com diagnóstico de demência moderada ou grave e residentes há cerca de 4 anos em uma instituição de longa permanência para idosos (ILPI) na cidade de Ribeirão Preto. Instrumentos de Avaliação: Mini Exame do Estado Mental; Índice de Katz; Escala Cornell de depressão em demência; Inventário Neuropsiquiátrico; Registro de Observação no Ambiente Institucional; Registro de Observação no Ambiente Multissensorial. Fase de Seleção: definição da amostra por conveniência e avaliação dos idosos no período pré-intervenção. Fase de Intervenção: amostra separada em dois grupos. Grupo de Intervenção (GI): 10 idosos que participaram de um programa de estimulação multissensorial (PEM) composto por 24 sessões durante três meses, duas vezes por semana e trinta minutos de duração, em sala multissensorial organizada para este fim. Grupo Controle (GC): 10 idosos que não participaram do PEM. Fase Pós Intervenção: reavaliação da amostra após o término do programa (três meses). Análise dos dados: estatística descritiva, uso dos testes não paramétricos de Postos Sinalizados de Wilcoxon e Mann-Whitney para os instrumentos padronizados e Análise de Conteúdo pela técnica de Bardin para os registros de observação. Resultados: Observou-se no ambiente multissensorial: promoção de efeitos relaxantes ou excitantes; sensação de bem estar e emoções positivas; realização de escolhas a determinados recursos; favorecimento de habilidades cognitivas (manutenção da atenção, memória de longo prazo, percepção) e alteração da pressão arterial e frequência cardíaca durante a sessão. O GI quando comparado ao GC, obteve após o PEM: redução das alterações comportamentais e melhor desempenho cognitivo. Os cuidadores também referiram que GI apresentou comportamento engajado, humor neutro, melhor comunicação verbal e maior interação com o ambiente institucional durante o período de intervenção. Discussão: Este estudo teve como potencialidades o baixo custo de implantação de uma sala multissensorial, abranger idosos de baixa escolaridade com estágios moderado e grave de demência e estudar os efeitos comportamentais sobre esses sujeitos. As práticas de saúde e assistenciais realizadas nas ILPIs devem considerar a individualidade do idoso com demência, suas preferências sensoriais e interesses. Conclusão: A estimulação multissensorial se mostrou promissora no tratamento complementar da demência, como alternativa não farmacológica no manejo de sintomas neuropsiquiátricos em ambientes institucionais. / Introduction: Dementia is caused by the brain cells progressive dysfunction and death; the affected subjects may develop functional capacity losses, cognitive impairment and neuropsychiatric symptoms. This may hinder therapeutic approaches with non-pharmacological resources. Primary senses multisensory stimulation shows promise as a complementary treatment for the behavioral and psychological symptoms of dementia. Objective: To investigate the effects of multisensory stimulation (MSE) on the elderly with moderate to severe dementia in related to behavioral changes, mood and interaction with the sensory and institutional environment, when compared to a control group not submitted to MSE interventions. Materials and Method: This study is an interventional, controlled, non-randomized, parallel, open-label, quasi-experimental, quantitative and qualitative nature and exploratory clinical trial. Sample: 20 elderly, in average 83 years old; 17 women and 3 men; schooling average was 3 years; diagnosed with moderate or severe dementia and have been institutionalized for about 4 years in a nursing home in the city of Ribeirão Preto. Assessment Tools: Mini-Mental State Examination; Katz Index; Cornell Scale for Depression in Dementia; Neuropsychiatric Inventory-Questionnaire; Observation Record in the Institutional Environment; Observation Record in the Multisensory Environment. Selection Phase: the sample was defined by convenience and the elderly were evaluated in the pre-intervention period. Intervention Phase: the sample was separated in two groups. Intervention Group (IG): 10 elderly who participated in a multisensory stimulation program (PEM). It consisted on 24 sessions of 30 minutes, twice a week, during this three-month period, in a multisensory room organized for this purpose. Control Group (CG): 10 elderly who did not participate in PEM. Post-intervention phase: re-evaluation of the sample after the end of the three month program. Data analysis: descriptive statistics, use of non-parametric tests (Wilcoxon signed-rank test and Mann-Whitney test) for the standardized instruments, and Content Analysis using the Bardin technique for the observation records. Results: In the multisensory environment it was observed: relaxing or exciting effects, feeling of well-being and positive emotions, incentive to autonomy and preferences for certain resources, favored cognitive abilities (attention maintenance, long-term memory, perception) and change in blood pressure and heart rate during the session. In the IG reduction of the behavioral changes and better cognitive performance it was observed, when compared to the CG, after the PEM. Caregivers also reported that IG had engaged behavior, neutral mood, better verbal communication and greater interaction in the institutional environment during the intervention period. Discussion: The potential of this study was the low cost of implanting a multisensory room, to include elderly with schooling low levels, diagnosed with moderate or severe dementia stages and to study the behavioral effects on these subjects. The health and care practices carried out at nursing homes should consider the individuality of the elderly with dementia, their sensory preferences and interests. Conclusion: Multisensory stimulation has shown promise as a complementary treatment of dementia as a non-pharmacological alternative in the management of neuropsychiatric symptoms in nursing homes.