INTRODUÇÃO: A fisioterapia aquática é uma modalidade de hidroterapia realizada em recém-nascidos (RN) nas Unidades de Terapia Intensiva Neonatal (UTIN). Os efeitos sobre nível de dor, estado comportamental e função respiratória já são conhecidos, porém pouco se refere aos efeitos sobre a função diafragmática na população recém-nascida a termo prematura. OBJETIVO: Avaliar o efeito da fisioterapia aquática sobre a amplitude diafragmática por meio da ultrassonografia cinesiológica diafragmática (USCD) em RNs internados em UTIN, bem como a segurança de sua realização quanto a estabilidade clínica dos RNs, estado comportamental, dor e desconforto respiratório. MÉTODOS: Ensaio clínico tipo antes e depois, de caráter transversal. Os RNs participantes do estudo receberam uma única intervenção com fisioterapia aquática durante 10 minutos. Foi realizada a avaliação utilizando a USCD antes e depois da sessão, e anotado as frequências cardíaca e respiratória, estado comportamental, dor e desconforto respiratório. RESULTADOS: Participaram 26 RNs. Observou-se aumento significativo da amplitude diafragmática (p= 0,02) e da saturação periférica de oxigênio (p= 0,05); os parâmetros fisiológicos permaneceram nos limites da normalidade e a intervenção não provocou desorganização comportamental, dor ou desconforto respiratório aos RNs. CONCLUSÃO: A fisioterapia aquática promoveu aumento da amplitude diafragmática, sugerindo que esta técnica pode ser utilizada como forma de estimular a contração da musculatura respiratória em RN, além de se mostrar uma técnica segura, pois não gerou instabilidade clínica, desorganização comportamental, dor ou desconforto respiratório aos participantes.