A fadiga do serrátil anterior (SA) pode alterar o sinergismo entre músculos do complexo articular do ombro e predispor a lesões. Pesquisas sugerem que a fotobiomodulação (FBM) reduz fadiga muscular. Assim, o objetivo da pesquisa foi analisar a influência da FBM na fadiga do SA e no sinergismo de músculos do ombro pelas razões de ativação trapézio superior e serrátil anterior, TS/SA; deltóide médio, DM/TS; e suas porções média TS/TM, e inferior, TS/TI. O estudo é prospectivo, crossover, aleatorizado, simples cego. Participaram 28 homens [21,5(2,80) anos; 70,6(10,1) massa corporal; 1,77(0,07) estatura], pouco ativos e sem lesões no ombro divididos em grupo ativo (GLA), placebo (GLP) e controle (GC). O procedimento experimental teve três sessões intervaladas em sete dias. Em cada sessão, o voluntário realizou 5 movimentos de elevação do braço no plano escapular, seguida da aplicação da FBM no SA bilateralmente (GLA e GLP) ou não aplicação (GC). Na sequência, o participante realizou a tarefa de fadiga em posição push-up plus, mantida até a exaustão. Imediatamente após, o participante realizou novamente 5 movimentos de elevação do braço no plano escapular. Foi coletado o sinal eletromiográfico do SA, DM, TS, TM e TI do membro dominante. A Escala Visual Numérica de Dor (EVNP) e a Escala de Percepção de Esforço (EPE) foram aplicadas antes e após o procedimento experimental. As razões musculares foram obtidas em 4 arcos de movimento da elevação do braço. O tempo de permanência do voluntário na tarefa de fadiga foi registrado. O índice de fadiga (IF) do SA foi calculado em janelamentos ao longo do sinal da tarefa de fadiga, e escolhido para análise o IF com valor 8% menor comparado ao IF da janela prévia. O tempo do janelamento no qual o IF caiu 8% foi usado para determinar o tempo de fadiga. Os quocientes DM/TS, TS/SA, TM/TI e TS/TM foram comparados entre grupos (ativo, placebo e controle), arcos (30°-60°, 60°-90°, 90°-120°, 120-150°) e fadiga (pré e pós-fadiga); e Tempo de Tarefa (TF), Tempo de Fadiga (TF) e Índice de Fadiga (IF) foram analisados por meio da análise de variância com medidas repetidas e método de comparações múltiplas de Bonferroni. Para analisar o comportamento das variáveis EEP e EVND entre grupos e pré e pós-fadiga empregou-se a análise de variância com medidas repetidas. A associação entre TF e IF e entre EEP e EVND foi feita pelo coeficiente de correlação linear de Pearson. O nível de significância foi α=0,05. O DM/TS foi maior no GLP do que GLA (p=0,001) e GLC (p=0,001). O TS/SA foi maior no GLA do que GLP (p=0,006). O TS/TI foi menor no GLA do que GLP (p=0,04) e GC (p=0,004) e menor GLP do que GC (p=0,001). O TS/SA, TS/TI e TS/TM foram maiores, majoritariamente, nos dois arcos finais (p=0,001). Os valores da EVND e EPE foram maiores após a tarefa de fadiga (p=0,01). Não houve diferença no tempo de tarefa (p=0,85) e IF (p=0,27) entre grupos, porém o TF no GLA foi maior que no GC (p=0,01). Houve correlação desprezível (0,00<r≤0,30) entre a EPE e EVND iniciais com o tempo de tarefa nos grupos, de EPE inicial com IF, correlação fraca (0,30<r≤0,50) entre a EPE final e tempo de tarefa no GLA e GC e moderada (0,50<r≤0,70) no GLP. Houve correlação desprezível entre EPE final e IF nos grupos. Houve correlação desprezível entre EVND final e tempo de tarefa em GLA e GC e fraca em GLP. Houve correlação desprezível entre o a EVND final e índice de fadiga no GLP e GC e fraca no GLA. A aplicação prévia de FBM ativa no SA a tarefa de fadiga não reduziu o IF do SA e não alterou os quocientes de ativação muscular após a tarefa de fadiga de músculos do ombro, com ênfase no serratil anterior.