Há evidências da relação recíproca entre sono e dor. Os distúrbios de sono como a insônia, e a dor musculoesquelética crônica são dois sintomas principais do climatério. Embora as mulheres na pós-menopausa muitas vezes experimentem ambas as condições, não há estudos abordando a insônia e a dor musculoesquelética crônica e sua interação. Neste contexto, os objetivos deste estudo foram investigar a relação entre insônia e dor musculoesquelética crônica e seus efeitos na qualidade e no padrão de sono; na gravidade da dor, sua interferência nas atividades de vida diárias, sua intensidade, e o número de locais de dor; nos sintomas do climatério e de humor, e na qualidade de vida. Ainda, analisamos a relação sono-dor, por meio de análise temporal de 10 dias. Nossa amostra foi composta de 4 grupos: Grupo CTRL - controle, ausência de diagnóstico de insônia e de dor musculoesquelética; Grupo DMC - ausência de insônia e presença de queixa de dor musculoesquelética crônica; Grupo INS - diagnóstico clínico de insônia e ausência de dor musculoesquelética crônica e Grupo INS+DMC - diagnóstico clínico de insônia e presença de queixa de dor musculoesquelética crônica. Realizamos duas análises: transversal e microlongitudinal. Todas as voluntárias responderam questionários sobre dor, qualidade de sono e de vida, climatério, sintomas de ansiedade e depressão, realizaram coletas de sangue para confirmação da menopausa e os exames de polissonografia e actigrafia. Nossos resultados indicam que a insônia por si foi associada a mais relatos de dor. A dor musculoesquelética crônica não modifica o sono, de modo subjetivo ou objetivo. No entanto, a associação de ambas as comorbidades se relacionou com maior gravidade dos sintomas do climatério, mais ansiedade, fragmentação de sono e gravidade de dor, maior interferência da dor nas atividades diárias, e ainda, mais locais de dor, levando a piora da qualidade de vida. Ainda, mais tempo de sono foi preditor de maior intensidade de dor ao acordar, enquanto o aumento da intensidade de dor no horário de dormir foi preditor de maior duração de sono e de mais tempo na cama, demonstrando uma relação bidirecional entre ambos. Estes resultados sugerem fortemente que as condições de sono e dor musculoesquelética devem ser consideradas no tratamento de mulheres na pós-menopausa, de modo a melhorar a qualidade de vida e reduzir o desenvolvimento de comorbidades, como ansiedade e depressão.