Objetivo: Investigar os efeitos de um programa de intervenção do exercício físico associado à estimulação cerebral não invasiva na fragilidade e equilíbrio de idosos frágeis com declínio do estado mental. Métodos: Quarenta idosos foram selecionados para a pesquisa e posteriormente divididos em dois grupos experimental e controle, GC (n = 20) e GE (n = 20). A variável fragilidade foi avaliada pela escala de Edmonton e a variável equilíbrio avaliada pelo teste de Tinetti. Os testes foram aplicados em dois momentos, antes e após 60 dias de intervenção. A intervenção consistiu em exercícios físicos para os grupos controle e experimental. Para GE, um procedimento não invasivo de estimulação cerebral (ECNI) foi adicionado aos exercícios físicos e, para o GC, um procedimento de estimulação placebo com ruído branco (PEPL). Cada um desses procedimentos de estimulação durou 20 minutos em cada sessão de intervenção. Resultados: após 60 sessões de estímulos, o GC e o GE mostraram uma diminuição nos níveis de fragilidade, mas apenas o GE melhorou em termos de equilíbrio. Conclusões: Verificou-se que os exercícios físicos são capazes de diminuir a fragilidade física, no entanto, a associação do ECNI aos exercícios físicos foi necessária para melhorar também o equilíbrio dos idosos pesquisados.