Objetivo: avaliar a resistência máxima à flexão (MFS), módulo de elasticidade (E), microdureza Knoop (KHN) e rugosidade de superfície (Ra) da dentina radicular tratada com solução de clorexidina a 2% (CHX). Métodos: foram selecionados 50 incisivos bovinos com ápice fechado, e trinta raízes foram cortadas em barras de dentina (DB) e divididas em três grupos (n = 10): Controle (sem tratamento), G1 (NaOCl 2,5% + EDTA 17%) e G2 (CHX 2% + H2O). As DB foram submetidas ao ensaio de resistência flexural de três pontos, para se obter os valores de MFS e E. Vinte raízes foram cortadas longitudinalmente ao meio e inseridas em resina acrílica; as superfícies pulpares foram lixadas e polidas e, em seguida, irrigadas de acordo com o grupo (G1 ou G2; n = 20 metades por grupo) e submetidas aos testes de KHN e Ra. Foi realizada análise de MEV. Os dados foram analisados por meio dos testes de ANOVA de um e dois critérios, seguidos do teste de Tukey (α = 0,05). Resultados: os valores de MFS (p < 0,05) e E (p < 0,01) foram maiores para G2. A KHN foi reduzida após o tratamento com cada irrigante endodôntico (p < 0,001), sem diferenças entre eles (p = 0,115). A Ra foi maior para o G1 (p < 0,001). Conclusões: a solução de clorexidina a 2% melhora as propriedades mecânicas de MFS, E e Ra da dentina radicular.